发动机进气道数值模拟与优化设计

【摘要】进气道在发动机中扮演着重要的角色，内燃机缸内空气充量大小及形成涡流的强弱直接与其结构相关，所以其结构影响着气缸内燃油的燃烧状况，进而关系到发动机的动力性、经济性及排放性能。经验设计与稳流试验相结合的传统方法已经满足不了人们要求。而且传统方法研制周期较长、成本高，并且很难得到理想方案。采用数值模拟的方法来研究进气道进气状况可以直观明了的得出进气过程进气道及缸内的流动特性，为进气道性能分析、评价和优化设计提供方法和依据。本文利用CAD软件对进气道进行三维实体建模，使用气道稳流试验数据设置数值模拟计算的边界条件，借助软件AVLFire对5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。通过对进气流动流场各个参数图的分析研究，找出了气道中不合理的部位，并且提出了相应的气道优化措施，再次进行了数值模拟计算。结果表明，优化设计后的进气道结构进气流量系数得到明显提高，进气流动状态也得到了很好的改善。本文将流场分析结果直接应用于指导发动机的进气气道改进中，达到周期性短、降低开发成本的效果，合乎内燃机飞速发展的现状，极具现实意义。
【作者】徐鹏；
【导师】关世玺；王家雄；
【作者基本信息】中北大学，动力工程，2014，硕士
【关键词】汽车发动机；进气道；CFD；三维数值模拟；优化设计；

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