湍流数值模型及壁面函数对汽油机进气道数值模拟的影响

摘要

进气道的结构直接影响内燃机缸内进气充量的大小和涡流的强烈程度，关系到混合气的形成，从而影响了内燃机的燃烧、排放等。传统气道设计采用了经验设计与稳流试验相结合的方法，研制周期较长且难以得到理想的设计方案。采用三维数值模拟方法对进气道进行研究，不仅可以获得综合评价参数，而且可以得到内燃机缸内流场的大量微观信息，从而为气道的优化设计和改进提供重要依据。
　　本文首先对气道稳态流动三种评价方法进行了说明，在气道稳流试验台上进行了大量的进气道稳态流动试验测试，通过比较测试数据可知流量系数随气门升程的增大而增大，这种变化趋势与实际是一致的。在 UG三维软件中对气道模型进行了几何处理，并将其转化为可供 AVL FIRE仿真软件计算的气道模型。采用CFD软件AVL FIRE分别对几种不同的气道—燃烧室—气缸三维几何模型进行了稳态数值计算模拟研究，通过与试验测试流量系数相比较可以看出，仿真值与试验值误差较大，大部分在10％以上。因此，本文主要从湍流数值模型及壁面函数两方面对两种进气道进行数值模拟计算，从数值模拟结果的流量系数和涡流比两种参数，评价了湍流数值模型及壁面函数对误差的影响程度。

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1 绪 论

1.1本课题研究的目的和意义

1.2 国内外发展与研究现状

1.3 本文的主要研究内容

1.4 本章小结

2 进气道稳态流动

2.1 气道稳态流动评价方法

2.2 气道稳流试验

2.3 进气道稳态流动数值模拟

2.4两进气道稳态流动性能的对比研究分析

2.5 本章小结

3 湍流数值模型对进气道数值模拟的影响

3.1 湍流数值模型

3.2不同湍流模型对计算结果的影响

3.3 本章小结

4 壁面函数对进气道数值模拟的影响

4.1 壁面函数

4.2壁面函数对进气道仿真结果的影响

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献