基于CFD的汽油機(jī)冷卻水套冷卻性能數(shù)值模擬及優(yōu)化.pdf

1、隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格以及不可再生資源的日益枯竭，對汽油機(jī)的綜合性能提出了更高的要求。影響發(fā)動機(jī)性能的因素很多,發(fā)動機(jī)冷卻性能的好壞，是衡量車輛性能的重要一環(huán)。冷卻性能差，車輛將在高溫條件下運(yùn)行，最主要的問題是發(fā)動機(jī)過熱和潤滑性能下降，最終導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能、動力性能、可靠性和耐久性全面惡化。所以應(yīng)重視發(fā)動機(jī)的冷卻性能的相關(guān)研究。而冷卻系統(tǒng)中的一個主要設(shè)計難點(diǎn)是冷卻水套的計算設(shè)計，而要進(jìn)行較精確的計算設(shè)計必須進(jìn)行三維復(fù)雜流動的模擬，三

2、維CFD數(shù)值模擬是實(shí)現(xiàn)這一過程最有效的工具。
　　本文描述了應(yīng)用CFD軟件時的基本流程，介紹了CFD（計算流體力學(xué)）基本原理即應(yīng)用計算時的理論基礎(chǔ)：所應(yīng)用的守恒方程及其離散方法；總結(jié)了建立計算網(wǎng)格模型的過程及計算條件的參數(shù)設(shè)置；通過應(yīng)用計算流體力學(xué)的軟件AVL-FIRE，以發(fā)動機(jī)水套冷卻性能的三維流場仿真模擬作為基本的研究內(nèi)容，進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，從三維的角度揭示預(yù)案機(jī)型發(fā)動機(jī)水套內(nèi)部冷卻液的流動分布狀況；根據(jù)對三維流體數(shù)值模擬后

3、處理結(jié)果進(jìn)行的分析，提出原水套模型存在的速度流場中冷卻液流速、流量均不足的問題，以及換熱系數(shù)場中重點(diǎn)冷卻部位“鼻梁區(qū)”冷卻不足等問題，為改善新機(jī)型機(jī)體缸蓋的冷卻水流場優(yōu)化設(shè)計提供了參考和依據(jù)。
　　針對實(shí)際工程中開發(fā)工作的要求，以及開發(fā)機(jī)的原冷卻水套冷卻不足的問題本文構(gòu)建了兩套不同的氣缸墊結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型，并針對網(wǎng)格模型進(jìn)行了大量的模擬計算。通過模擬結(jié)果對比歸納，給出較理想的優(yōu)化結(jié)果。即冷卻液在缸體缸蓋水套中的流速提高，重點(diǎn)冷卻部位