高压共轨轨腔内部流动数值分析

论文摘要

高压共轨是控制柴油机排放的一项新技术,国内还处于发展阶段,因此具有研究的实际意义。共轨式内燃机的流体动力特性是共轨式内燃机的重要特性,对内燃机的动力性和燃油经济性有重要影响,这种影响通过速度场、温度场与压力场表现出来。数值模拟是研究流体动力性的直观而有效的研究方法.本文利用流体动力学仿真软件FLUENT研究探讨高压共轨轨腔结构与内部流动特性的关系。本文详细分析了高压共轨轨腔模型的简化过程、影响因素以及目前该领域的研究现状。并介绍了FLUENT/GAMBIT软件的操作方法和理论基础,为后面的建模和数值分析奠定了基础。本文利用GAMBIT2.3软件建立了高压共轨轨腔各种方案的几何模型并划分六面体网格。在用FLUENT数值分析中,首先计算分析了三种极限截面形状轨腔的流动特性,比较出较优的轨腔截面形状。其次,对轨腔截面形状进一步计算分析,比较出最佳截面形状。最后,分别计算分析进气口压力、容积以及小倒角方案的流场特性,并分析其对轨腔内部流场特性的影响。结果表明:高压轨腔最大壁面夹角在80°～90°范围内,有较好的流场特性,并且在本模型中最大壁面夹角为的84°轨腔模型时,流场特性最佳。比较分析轨腔的各种模型方案,认为进口压力只能改变各位置的速度大小而不影响流场特性;较大的轨腔容积的保压性能提高并且压力损失小;小倒角是有利的,但最大倒角必须使最大壁面夹角在80°～90°范围内。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.1.1 共轨系统发展简史
• 1.1.2 国外研究概况.
• 1.2 本文研究的主要内容
• 2 数值计算商用软件的应用
• 2.1 GAMBIT 2.3
• 2.1.1 几何建模
• 2.1.2 网格划分
• 2.1.3 边界条件
• 2.1.4 工具菜单
• 2.2 FLUENT 6.3
• 2.2.1 适用范围
• 2.2.2 计算模型
• 2.2.3 计算控制
• 2.3 本章小结
• 3 模型的建立
• 3.1 几何模型
• 3.1.1 模型概述
• 3.1.2 模型方案的选择
• 3.1.3 模型坐标系
• 3.2 数学模型
• 3.2.1 基本控制方程
• 3.2.2 湍流模型
• 3.2.3 壁面函数
• 3.3 网格生成
• 3.4 边界条件
• 3.5 本章小结
• 4 计算结果与分析
• 4.1 截面形状对轨腔流场的影响
• 4.1.1 计算模型与网格划分
• 4.1.2 边界条件设置
• 4.1.3 计算结果分析
• 4.2 壁面夹角对轨腔内流场的影响
• 4.2.1 几何模型
• 4.2.2 计算模型与网格划分
• 4.2.3 边界条件
• 4.2.4 计算结果与分析
• 4.3 进口压力对轨腔内流场的影响
• 4.3.1 计算模型
• 4.3.2 边界设置
• 4.3.3 计算结果与分析
• 4.4 轨腔容积对高压轨腔内部流场的影响
• 4.4.1 计算模型与网格划分
• 4.4.2 边界设置
• 4.4.3 计算结果与分析
• 4.5 轨腔小倒角对高压轨腔内部流场的影响
• 4.5.1 计算模型
• 4.5.2 边界设置
• 4.5.3 计算结果与分析
• 4.6 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢