發(fā)動機缸內(nèi)預混湍流數(shù)值模擬及可視化研究.pdf

1、隨著環(huán)境問題的日益嚴重，人們環(huán)保意識的不斷加強，國家已對汽車行業(yè)實施越來越嚴的排放和油耗法規(guī)。內(nèi)燃機缸內(nèi)氣體運動對燃油混合氣的形成和發(fā)展、火焰燃燒和傳播等過程有著重要影響，進而深刻地影響著內(nèi)燃機的經(jīng)濟性、動力性、運轉(zhuǎn)性和廢氣排放等。因此，合理地組織發(fā)動機缸內(nèi)氣體運動對提高燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣取p少循環(huán)波動和降低有害物質(zhì)生成等起著重要作用。本文以1E65FM發(fā)動機為研究原型，利用CFD軟件對缸內(nèi)氣體運動進行了數(shù)值仿真計算，并且進行了相關試驗研

2、究。
　　本文使用ANSYS ICEM CFD對1E65FM發(fā)動機的幾何模型進行了網(wǎng)格劃分，通過對比分析后采用混合網(wǎng)格方式，既簡化了局部網(wǎng)格，同時保證了主體網(wǎng)格質(zhì)量。用Fluent軟件加載該網(wǎng)格進行相關參數(shù)設置后開始數(shù)值模擬，對流場中的速度矢量和流線圖進行分析后，發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)流場在有傾斜角掃氣口作用下會形成回流，排氣口關閉時在氣缸中發(fā)展成一個大尺度逆時針旋渦，并一直保持到壓縮上止點。在無火花塞情況下，該旋渦尺度將更大。缸內(nèi)氣體速度和湍

3、流動能的發(fā)展趨勢相似，在掃氣口或排氣口有開度時均保持較大值，其中湍流動能波動較速度波動更加劇烈和復雜。當掃氣口和排氣口都關閉后，缸內(nèi)氣體速度和湍流動能都大幅度減小，并且變化趨勢較為緩和。
　　本文在1E65FM發(fā)動機的基礎上，對其進行了可視化改造，設計并成功搭建了一套完整的光學發(fā)動機實驗平臺，主要包括高速攝影系統(tǒng)、光學發(fā)動機和紋影儀裝置。通過該實驗平臺，成功地拍攝到缸內(nèi)火花塞跳火、缸內(nèi)流場和火焰燃燒圖片，同時采集到了與攝影圖像同步