4气门柴油机缸内气流运动的模拟计算

选用大型程序KIVA—Ⅱ ,结合实测边界条件 ,计算了 4气门柴油机的缸内流场 ,并与测试结果进行了比较。指出用KIVA—Ⅱ计算 4气门柴油机的缸内流场时 ,应将Bessel函数的阶数升至 3阶     

一种可应用于内燃机瞬态仿真的动网格模型

提出了一种基于非结构网格的动态层网格实现算法,结合滑移网格算法构建了基于分块滑移动态层的非结构化内燃机动网格模型,并基于TBD620柴油机建立了计算模型,所有算法都基于课题组自主研发的通用输运方程求解软件实现.流场计算采用适用于可压缩流场的有限体积法及SIMPLE算法.通过数值算例对所开发的滑移网格模型和动态层网格模型进行了验证,最后对内燃机缸内瞬态流场进行了仿真.计算结果表明,所发展的非结构化动网格模型可应用于内燃机瞬态流场的仿真.     

柴油机螺旋进气道稳流试验与CFD计算的对比分析

对某柴油机螺旋进气道进行传统的气道稳流试验,得到了涡流比和流量系数。在与试验条件对等的边界条件下,应用仿真软件FIRE建立了气道的三维仿真模型,对不同气门升程下进气道内的流场进行了CFD计算;对比试验与计算的结果,两者吻合良好。结果表明,仿真计算省时,成本低,便于方案对比,可以获得气道内的流场分布规律;在柴油机螺旋进气道设计开发与性能评价中具有实用价值。     

柴油机油底壳振动与噪声辐射仿真分析与优化北大核心

对4缸柴油机油底壳的振动与噪声进行预测,并给出了多种结构优化方案进行降噪研究。在三维设计软件Creo中简化油底壳模型,导入有限元软件HyperMesh和AnsysWorkbench建立有限元模型,分析了油底壳在正常工作情况下的模态特性和瞬态响应特性。利用瞬态响应结果计算得到了油底壳声功率值。根据计算结果给出了3种不同的降噪方案,仿真结果表明3种优化方案均满足降噪的要求。     

基于国外两款吸扫式清扫车的流场性能分析

采用计算流体力学(CFD)的方法对国外两款吸扫式清扫车的流场性能进行了仿真分析。建立了流场几何模型,选择非结构化网格对模型进行了网格划分,采用k-ε湍流模型,并施加适当的边界条件后,利用FLUENT软件对模型进行数值计算,为国内清扫车流场的优化设计提供了理论依据和数据支持。     

气缸盖温度场三维计算模型的研究

由于气缸盖的结构极为复杂,在进行三维有限元计算时,不但网格划分和数据准备的工作量十分繁重,而且要求计算机有较大的容量。若对网格划分和数据准备作过大的简化,则势必会降低计算的准确性。 本文提出一种柴油机气缸盖温度场三维有限元计算模型——取气缸盖火焰面底板为计算对象,对其实际结构基本不作简化。不仅计算精度高,而且网格划分和数据准备容易。文中较详细地提供了火焰面及其全部边界条件,并对12V150柴油机缸盖进行了实机计算研究,与已有数据对比,其结果令人满意。     

YC4108Q柴油机机体的动态特性分析及结构改进

以广西玉柴最新开发的YC4108Q柴油机机体为研究对象。通过试验模态分析，获得了机体的基本振型和相关频率；以试验数据为依据，结合三维CAD软件UG和大型结构分析软件MSS.NASTRAN的优势，通过应用不同的单元划分网格进行比较，建立了机体的三维有限元动态计算模型；利用已建模型，对机体结构进行了分析并得到改进方案。     

柴油机缸内冷却液流动的数值模拟

利用三维CAD软件Pro/E对6缸柴油机冷却水套建立模型,然后对其进行网格划分,用CFD商用软件Fluent进行模拟计算,得到整机冷却水套内冷却液速度分布、压力损失以及各缸流量分布等信息,计算结果用于指导冷却水套结构的优化设计。     

KIVA燃油喷雾多维模型的研究

KIVA程序是一功能比较齐全的内燃机缸内过程模拟数值计算的大型程序，它代表了目前多维模型的最新进展。本文论述了KIVA程序中喷雾模型的发展历程和进展，最后指出了燃油喷雾多维模型研究的发展趋向。     

气门开启过程对压缩终了缸内涡流运动的影响

首先采用进气道稳流试验和数值模拟方法对两款柴油机进气道的稳态流动进行研究对比,然后利用Converge软件对两款柴油机在标定工况下的进气和压缩过程进行了瞬态数值模拟研究,并对该过程中各个时刻的缸内和燃烧室内涡流运动通过无量纲参数瞬态涡流比来进行分析。结果表明,柴油机实际工作过程中进气道在气门小开度及中等开度下形成涡流的能力对压缩终了时燃烧室内的涡流强弱有很大影响。现有的稳态评价方法不足以体现这一特征,稳态评价方法有待改进。     

基于多维模型的电喷汽油机MAP图的数值生成

将DPIK点火模型和单步燃烧模型集成在K IVA-3V中,构建汽油机MAP研究的多维模型。对汽油机工作过程进行数值模拟,并以动力性、经济性和指示功为控制条件,结合试验数据对点火提前角和喷油脉宽进行优化。研究表明:用多维模型模拟的方法生成的MAP可以作为电喷汽油机的初始MAP。     

柴油机高压及微孔径下燃油雾化特性的数值研究(Ⅱ)——湍流模型对燃烧的影响

为了有效模拟燃油燃烧过程,向计算流体力学平台KIVA-3V中加入了大涡模拟程序,同时耦合了化学反应动力学软件Chemkin,建立了喷雾燃烧过程的大涡模拟燃烧平台。研究了在高压和微孔径条件下两种湍流模型对燃油雾化燃烧过程的影响,同时对1台Caterpillar 3401重型柴油发动机缸内燃油喷雾燃烧过程进行了数值研究。结果显示,大涡模拟得到的燃油的燃烧过程与试验结果较为接近,燃烧温度分布及缸内压力变化趋势都要好于雷诺平均模型。     

直喷式柴油机碳烟和NOx排放的数值模拟及试验

为预测直喷式柴油机的碳烟和NOx排放,提出了新的小火焰计算模型———RIF模型。此模型是通过引入理想混合比分数空间坐标系,将通常坐标系下的组分方程转换到混合比分数空间坐标系下,得出新的组分扩散方程。将小火焰计算模型与流体动力学程序(KIVA-3V)相嵌套,增加并修改原有计算模块,将湍流喷雾运动和湍流燃烧运动有机分开,计算出直喷式柴油机湍流燃烧后生成的碳烟和NOx,最后通过试验验证了该计算模型。     

异辛烷HCCI发动机燃烧特性的大涡数值模拟

通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,并与化学动力学程序CHEMKINⅢ相耦合,建立了异辛烷HCCI发动机燃烧过程的大涡模拟(LES)计算模型。利用此模型对异辛烷HCCI发动机的燃烧特性进行了详细分析。发动机以异辛烷为燃料,其化学反应采用了详细的动力学机理。结果表明:大涡模拟所得到的缸内压力变化趋势与试验基本吻合;采用LES模型计算时,缸内混合气燃烧区域以柱形向四周扩散,而采用k-ε模型计算时以球形向四周扩散。     

柴油机准均质混合气形成的数值模拟

利用KIVA-3V模拟了一台单缸二冲程柴油机通过早喷形成准均质混合气的过程,分析了喷嘴的不同结构对缸内混合气浓度场和温度场的影响。模拟计算表明,利用早喷可以形成稀薄准均质混合气;燃烧室形状影响混合气浓度场和温度场。为使稀薄准均质混合气在缸内合理分布,在不改变活塞ω形状的条件下,使用单孔喷嘴能有效避免燃油碰壁的发生。     

基于V型平台的电控柴油机预热控制策略开发

基于GD—1电控柴油机控制系统,针对发动机冷起动中的预热格栅装置,制定了相应的控制策略。对分阶段预热的持续期计算、预热使能条件的判断以及预热指示灯的控制等方面进行了分析与研究,并设计了预热指示灯控制等关键部件的控制逻辑算法。基于V型平台,利用MATLAB/Simulink软件平台先编写了预热控制的策略框图并进行了离线仿真;通过Targetlink自动代码生成工具将Simulink模型生成C代码,并集成到已有的GD—1柴油机电控单元(ECU)中,在硬件在环(HIL)试验台上进行了验证,结果表明,在GD—1电控柴油机控制系统中实现了辅助柴油机冷起动的预热功能。     

某型柴油机进气歧管优化分析

利用CFD软件计算某四缸柴油机各个气缸EGR废气分布,利用Boost软件计算发动机一个工作循环的边界条件,提供给3D模型作为输入。在CFD软件中计算并得到各个气缸的EGR率和EGR质量流量相对误差,由于计算结果不满足评价标准,因此对进气歧管模型结构进行优化,并再次按照以上步骤进行CFD计算。结果证明：优化方案进气歧管EGR分布均匀性很好,满足评价要求。     

基于Simulink的柴油引燃式天然气发动机控制模型开发

为了提高柴油引燃式天然气发动机在中小负荷的热效率,采用具备电子节气门的电子控制系统,利用Simulink软件开发了针对该系统的具有电子节气门控制功能的发动机控制模型,通过自动代码生成工具生成嵌入式代码,并下载至发动机控制器进行试验。试验结果表明,该节气门控制算法具有较好的控制效果,发动机控制算法能够有效控制发动机中小负荷的混合气空燃比,明显提高热效率。     

气缸壁涂加催化剂对均质压燃发动机燃烧特性的影响

通过修改CHEMKIN软件包中的SENKIN模块,对气缸壁涂有催化剂的HCCI燃烧过程进行了数值计算。对比分析了缸内催化燃烧对HCCI发动机的着火时刻及NOx排放的影响;讨论了当气缸壁涂有催化剂时进气温度、进气压力、压缩比、过量空气系数及催化剂种类等多种工况参数对HCCI燃烧特性的影响。     

进气管内EGR分布的CFD模拟计算

对于采用EGR技术路线的多缸柴油机,EGR在各缸均匀分布可以确保燃烧质量,降低裸机排放。建立了某六缸国ⅣEGR柴油机进气管三维模型,采用一维和三维模拟软件相结合,对EGR在进气管内的分布进行了流动机理的模拟分析,评估了EGR各种导入方案以及进气管相关零部件结构设计对EGR和空气混合的影响。对模型进行了CFD稳态计算,研究了4种节气门位置对EGR和空气混合的影响。