基于AVLFIRE的发动机进气道三维流场数值模拟研究

利用软件AVLFIRE对4个不同气门升程下进气道的流动特性进行分析研究,揭示某发动机进气道及缸内的流动特性．得出各升程下气体流动的流线图、湍动能、速度等值线图及流量系数和涡流比,直观地表明了进气过程气道及缸内的流动特性,为进气道性能优化、评价和再设计提供了方法和依据。     

4BTAA柴油机螺旋进气道三维数值模拟

以未简化的实际发动机产品气道为研究对象，使用三维流动力学软件完成了气道稳流试验台中气道，气缸流动的三维数值模拟计算，模拟计算的流场显示出了在气道试验台条件下空气流动过程的详细状况，气道性能评价参数(流量系数和气流扭矩)的流动计算结果与气道试验结果吻合较好，研制出的气道已用于达欧Ⅱ排放标准的4BTAA从柴油机中，数值模拟精度表明，气道CFD计算可以为发动机开发中气道设计提供理论依据。     

柴油机双进气道流动特性的数值模拟及试验研究

在与稳流试验对等的边界条件及评价方法下,利用CFD软件Fire对气道稳流试验进行了数值模拟。计算结果显示出在气道稳流试验条件下气流运动的详细状况。模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果基本吻合,气道数值模拟结果具有一定的可信度。     

具有螺旋进气道的内燃机进气系统三维流场的数值模拟研究

利用三维、可压、粘性和湍流流动模型,采用SIMPLE数值计算方法,对具有螺旋进气道的柴油机进气系统三维流场进行了研究。研究发现,由于进气道斜坡的作用,气流在螺旋气道内部就已形成旋流;螺旋进气道斜坡段产生的气流角动量和缸壁的导流是气流在缸内形成旋流的主要原因;随着气体逐渐远离气阀,缸内小旋涡与主旋流逐步融合。     

柴油机双进气道流动特性试验与数值模拟

对170系列柴油机双进气道进行了AVL气道稳流试验,得到了不同气门升程下对应的AVL流量系数和涡流比;在与稳流试验对等的边界条件及评价方法下,利用CFD软件Fire对气道稳流试验进行了数值模拟。模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果基本吻合,模拟结果具有一定的可信度;另外,从两者涡流比随气门升程的变化曲线来看,切向气道气门座孔加工出的偏心倒角,对气道形成涡流的能力影响比较大,尤其是在气门开度较小时,能使气道产生相对较大的涡流比。     

进气道稳流试验装置内三维流动特性的数值模拟

使用FLUENT商业软件，采用RNG κ-ε湍流模型，对稳定流动实验条件下，不同进气道角度时切向进气道一气门一气缸内的流场，在两种气门升程下进行了三维数值模拟；分析了气道一气门一气缸内气体的稳态流动特性；总结了不同气道角度、不同气门升程时气道和缸内气体流动的变化规律。随着气门升程的增加，气道角度对缸内涡流的影响增大，并且涡流和滚流相互抑制。     

螺旋进气道的三维造型设计研究

开发了发动机螺旋进气道的三维造型设计的研究,应用非均匀有理B样条（NURBS）描述气道外形的方法以及仿形设计与概念设计途径与关键技术。探讨了螺旋进气道的设计规律,实现了根据给定设计参数自动建立柴油机螺旋进气道的三维几何模型的目标。     

基于数值模拟的螺旋进气道结构优化

以实际产品气道为基础,使用UG软件完成气道的三维实体造型与修改,用三维流体动力学软件AVL-FIRE完成稳流试验台中气道-气缸流动的三维数值模拟计算,并对螺旋进气道结构参数进行优化。结果表明：螺旋进气道的性能是气道结构参数之间交互作用的结果,该气道的流通性能很好。在三维流动分析的基础上提出了一系列的改进措施;对比各种改进措施下的模拟计算结果,发现在不减小流量系数的前提下,通过适当地减小气门凸台厚度和增大涡流室高度相结合的方法来增大涡流室容积可以明显提高产生涡流的能力,是一种有效而又合理的改进办法。     

四气门柴油机进气道的三维实体造型及流场数值模拟

本文介绍了四气门柴油机双进气道设计的一种现代方法，即应用反向工程技术实现气道三维造型，并应用CFD软件FIRE对其实现气道一气门一气缸内气体三维数值模拟，计算结果与试验结果吻合较好。对气道内气流流动特性进行评价及对比，得出对于单进气道布置以切向布置最佳，因这样能产生相对大的涡流，双进气道因两气流产生干涉，造成少量的流量损失，但却会增强缸内的涡流。     

基于数值模拟法的柴油螺旋机进气道性能研究

根据高等内燃机原理,使用李斯特公司多维仿真软件AVL-Fire对柴油发动机螺旋进气道和切向进气道的结构和性能进行仿真,能够得到相应的流量系数和涡流比值。同时,取气道中3个不同气门升程的速度矢量图、压力云图和混合气流动迹线图。通过研究仿真结果,可以发现该进气道的设计中存在的不足之处,进而为发动机进气系统的优化提供理论的依据。     

柴油机进气道流动特性试验与数值模拟

用稳流气道试验和计算流体动力学(CFD)流动模拟两种手段对柴油机进气道进行了流动特性参数的测量和计算.对两气门柴油机的单个螺旋气道的试验和模拟数据进行了对比,对四气门柴油机两气道同时开启情况进行了模拟.根据流场信息对模型进行了修改,修改前后模拟结果的比较说明YZ495的气门与气道匹配良好,YZ4102的单螺旋气道多余截面削除后显著提高了涡流比.     

数值模拟方法在柴油机进气道改进中的应用

以实际产品为研究对象 ,将三维数值模拟方法应用于柴油机螺旋进气道的改进设计中。根据模拟计算结果对气道流场结构进行了分析 ,找出了气道结构中不合理的部位 ,对此部位进行修改 ,再进行三维数值模拟。结果表明 :修改后的气道具有更合适的流场结构 ,从而具有更高的流量系数和更合适的涡流比。将原气道和修改后的气道分别进行气道稳流试验台试验 ,试验结果与计算结果吻合良好。     

螺旋进气道CAD/CFD优化设计方法的研究

本文以车用柴油机螺旋进气道为研究对象，阐述了影响气道性能的关键参数。应用CAD技术对关键参数加以驱动，使气道外形得到控制，并应用CFD进行优化。     

基于CAD/CFD发动机气道的设计

以应用于实际设计为目的,研究了三维造型设计方法在发动机螺旋进气道设计中的应用。实现了PROE设计以及高精度的流动数值模拟,为气道的设计与改进提供了高效实用的研究手段。讨论了螺旋气道三维建模的基本过程,研究了网格尺寸对计算结果收敛性的影响。最后,以气道试验验证计算结果的准确性。三维设计表明,现代设计方法的应用有益于克服传统设计中的盲目性与局限性,提高产品的自主开发能力与设计制造质量。     

工艺水平对柴油机气道性能的影响

针对某直喷式柴油机在气道稳流试验时,所测不同气缸盖涡流比存在随气门升程的变化曲线相差较大的问题,对标准气道、气门座孔无倒角气道和倾斜气道分别进行了气道稳流试验数值模拟.标准气道模拟结果与试验结果的对比表明,数值模拟所得流量系数和涡流比与试验结果吻合较好,数值模拟具有一定的可信度.气门座孔无倒角气道和倾斜气道2种方案的模拟结果表明,其气道稳流试验所测涡流比变化范围大,是在气缸盖的生产过程中因机加工和铸造等方面的误差较大所致.     

单气道柴油机气缸内近壁面流场与不同截面涡流比分析

构建单螺旋气道柴油机的气道-气门-气缸的计算机辅助设计(CAD)模型,开展油流法稳流试验及不同截面涡流比测量,并进行计算流体力学(CFD)模拟,利用试验结果验证CFD计算,分析缸内近壁面的流场及气缸不同截面涡流比的变化。结果显示:采用质量比为8∶8∶3的甲基硅油、油酸、铝粉的油剂配方所显示的缸内近壁面流场信息最为清晰完整;距进气口最近的气缸内近壁面形成气流高流速区,高流速区面积会随着气门开度的增大而增加,在高流速区域气缸壁面润滑油膜厚度减小,存在磨损加剧的风险。在进气过程中,随着气门开度逐渐增大,缸内的涡流比会逐级提升;随着涡流比测量面逐渐远离缸盖,各测量面的涡流比逐渐降低。