新型二沖程微型擺式內(nèi)燃機流場的數(shù)值模擬計算與分析.pdf

1、本論文所述內(nèi)容為內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金資助項目“高能量密度的微型便攜式發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計理論和裝置的研究”的一部分。主要是運用FLUENT軟件模擬和分析新型二沖程微型擺式內(nèi)燃機(MFPSE)在預(yù)壓縮和掃排氣工作過程中工作腔內(nèi)的流場分布。二沖程微型擺式內(nèi)燃機的性能在很大程度上取決于掃氣過程是否完善。掃氣過程的核心是氣體流動問題,即要求新鮮充量在氣口的組織下將廢氣盡可能完全的排擠出燃燒室。為了更好的模擬新型二沖程微型擺式內(nèi)燃機的掃氣過程,本文對預(yù)壓縮

2、和排氣過程也一并進(jìn)行了模擬分析。新型二沖程微型擺式內(nèi)燃機在工作過程中中心擺做周期性的擺動,使得工作腔(包括預(yù)壓縮室和燃燒室)的流體區(qū)域不斷地發(fā)生變化,本文使用邊界輪廓文件來描述中心擺的擺動,從而運用FLUENT中的動網(wǎng)格模型來模擬新型二沖程微型擺式內(nèi)燃機的這一工作特征。預(yù)壓縮過程的流場計算結(jié)果表明,在預(yù)壓縮結(jié)束時,預(yù)壓縮室內(nèi)的新鮮充量具有一定的預(yù)壓力,但是流線分布不太合理,為了在掃氣初期,新鮮充量從預(yù)壓縮室流入燃燒室可以更好地利用流體流

3、動的慣性,本文對預(yù)壓縮室的結(jié)構(gòu)做一改動后再對其內(nèi)的流場進(jìn)行數(shù)值模擬計算,結(jié)果表明流線的分布得到了有效的改善。掃排氣過程的流場計算結(jié)果表明,自由排氣、正向掃氣和強制排氣階段都能基本滿足工作要求,但是在回程掃氣階段,全程都有輕微的回流現(xiàn)象。為了得到更好的掃排氣效果,嘗試增加排氣口的跨距并采用新的預(yù)壓縮室結(jié)構(gòu)后重新對MFPSE的掃排氣過程進(jìn)行數(shù)值模擬計算,結(jié)果表明,雖然回程掃氣階段仍有輕微的回流現(xiàn)象,但總的來說其掃排氣效果優(yōu)于舊結(jié)構(gòu)。本文的研