检索结果-内蒙古大学图书馆

流体机械 2023年第8期51卷 80-86页

作者：马光飞丁鹏冯新红方勇水利部产品质量标准研究所水利部杭州机械设计研究所杭州310012 浙江理工大学流体传输系统技术国家地方联合工程实验室杭州310018 流体及动力机械教育部重点实验室(西华大学) 成都610039

为了研究水力旋流阀在城市管道污水流动中的固液两相流动特性,基于瞬态不可压缩流动的N-S方程和重整化群RNG k-ε湍流模型,耦合颗粒轨迹追踪模型,采用MATLAB编程处理初始边界颗粒分布模型,分析了颗粒质量浓度(5%,10%,15%)对水力旋流阀... 详细信息

为了研究水力旋流阀在城市管道污水流动中的固液两相流动特性,基于瞬态不可压缩流动的N-S方程和重整化群RNG k-ε湍流模型,耦合颗粒轨迹追踪模型,采用MATLAB编程处理初始边界颗粒分布模型,分析了颗粒质量浓度(5%,10%,15%)对水力旋流阀进出口压降、出口质量流量、内部流场颗粒的运动轨迹分布、颗粒的空间位置及液相速度流线分布的影响。结果表明:随着颗粒浓度增加,出口质量流量呈现减小趋势(52.2~53.2 kg/s),进出口压降线性增加,颗粒浓度影响水力旋流阀的截流特性;当颗粒质量浓度在15%以内,颗粒在水力旋流阀流场中具有很好的跟随性;通过试验验证发现,水力旋流阀内部产生了绕某一中心旋转的气带,该旋流气带可以作用到水力旋流阀出口管道内部,起到截流作用;水力旋流阀通过特有的气带特性,有利于污水管道截流控制的技术发展,具有较高的应用价值。

关键词：水力旋流阀颗粒浓度瞬态数值模拟试验验证

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管壳式换热器污垢热阻分析及数值模拟研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2021年第4期35卷 271-276页

作者：林冠堂黄思易天坤陈建勋杨宁祥广东省特种设备检测研究院珠海检测院广东珠海519002 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

选取一常用的管壳式换热器为研究对象,管程壳程介质分别为常温循环水与高温减顶气。在操作工况下研究了管程内外污垢的对流和热传导热阻,分别建立了无污垢、管内有污垢、管外有污垢和管内外均有污垢等4种情形下的有限元计算模型,在ANSYS... 详细信息

选取一常用的管壳式换热器为研究对象,管程壳程介质分别为常温循环水与高温减顶气。在操作工况下研究了管程内外污垢的对流和热传导热阻,分别建立了无污垢、管内有污垢、管外有污垢和管内外均有污垢等4种情形下的有限元计算模型,在ANSYS Workbench平台进行了瞬态热分析数值模拟,得到了管程内外污垢对换热器热通量和温度分布的影响规律。研究表明:污垢不能降低管内、外的对流换热系数,但污垢显著增大了换热器管程内外的热传导热阻。由于管材与污垢导热系数的差别较大,有污垢的管道一侧的温度梯度较大。无污垢管程热通量值比有污垢管程热通量值高出数倍甚至一个数量级。

关键词：管壳式换热器污垢热阻传热分析瞬态数值模拟

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冲破式复合材料发射箱盖结构设计和试验研究

冲破式复合材料发射箱盖结构设计和试验研究

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作者：钱元南京航空航天大学

学位级别：博士

导弹发射箱盖是导弹发射系统中非常重要的组成部分，在平常贮存时，箱盖保证了整个发射箱的密封，一方面阻止了箱内惰性气体的外泄，另一方面也起到了保护导弹的作用。在导弹发射时，需要箱盖能够及时地打开并释放出一定范围的空间通道... 详细信息

导弹发射箱盖是导弹发射系统中非常重要的组成部分，在平常贮存时，箱盖保证了整个发射箱的密封，一方面阻止了箱内惰性气体的外泄，另一方面也起到了保护导弹的作用。在导弹发射时，需要箱盖能够及时地打开并释放出一定范围的空间通道令导弹能够顺利的通过。传统的机械打开盖与爆破盖有质量重、打开反应时间慢和维修费用高等缺陷，鉴于复合材料轻质高强、抗腐蚀等优点，采用复合材料发射箱盖代替传统发射箱盖的趋势不可避免。为了使复合材料发射箱盖能够更加广泛的应用于导弹发射装置中，实现发射系统的轻质化，提高导弹部队的作战反应能力，本文对采用燃气流开盖的整体冲破式复合材料发射箱盖进行了结构设计与试验研究。本文第一部分根据箱盖的性能要求设计了箱盖在贮存与冲破工况的基本形式。将箱盖分为主体、薄弱区结构和边框三部分，并着重对主体与薄弱区结构两个部件进行了初步的结构设计。提出了三种主体外型方案，通过有限元数值仿真与充压试验相结合的手段对三种结构进行变形、应力分布和薄弱区应力构成等性能的考察，选取了综合性能较优的圆帽型结构。主体与框架之间的薄弱区结构采用胶接的形式连接，综合薄弱区结构功能与密封等因素，选用双面搭接胶接接头作为薄弱区结构形式。第二部分研究了箱盖的基本材料双轴向纤维增强复合材料的强度准则。讨论Tsai-Wu张量准则应用于校核双轴向纤维增强复合材料强度可行性，并确定用双轴加载试验来测定准则中的强度参数F12。采用数值模拟方法结合Taguchi试验设计方法对双向加载十字型试件进行外型设计和参数优化。最后对十字型试件进行不同载荷比的双轴加载试验，通过试验数据计算得到强度参数F12并通过拟合得到了该材料σ1-σ2应力平面第一、三象限的强度包络线。第三部分在箱盖初步模型的基础上进一步对各区域铺层方式进行了优化设计，根据箱盖承压工况时的内力方向与应力水平分别确定了各区域的铺层角度与层数，自此决定了箱盖具体的结构形式。分析了薄弱区结构在箱盖承压时的应力构成，随后针对九种不同参数的薄弱区结构分别进行了11种竖向和横向不同比例位移载荷作用下结构强度的预测，并通过拟合得到了强度包络线。第四部分阐述了瞬态有限元软件***中近似黎曼算法与耦合关系的基本理论与求解方法，在此理论基础上建立了瞬态数值模型，采用高压气体球释放后冲击预制缺陷的箱盖层合板模型的数值模拟方法对燃气流开盖过程进行仿真。根据数值模拟的结果得到了箱盖的冲破压力以及侧抛、分离整体性等冲破性能，以此为基础分析了薄弱区结构参数对箱盖冲破压力的影响并进一步调整了圈圈薄弱区结构强度以优化其冲破性能。第五部分针对箱盖的成型工艺进行了研究，制备了复合材料发射箱盖试验件。采用自行设计的模拟发射装置进行了气密、冲破压力和侧抛等性能的测试，获得了一些试验数据与现象，验证了设计方案的可行性。通过试验数据与数值结果的比对，讨论了误差形成的原因。

关键词：整体冲破式复合材料发射箱盖结构设计瞬态数值模拟冲破压力充压试验侧抛性能

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基于CFD的球阀关闭过程水击现象研究

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机床与液压 2017年第11期45卷 170-174页

作者：许文奇彭利坤屈铎海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033

考虑流体可压缩性,采用FLUENT滑移网格与UDF技术模拟不同关阀规律下球阀关闭瞬态过程,分析不同关阀规律对球阀流场和水击压强的影响。结果表明;线性关阀时,随着关阀时长的增加,最大水击压强逐渐减小且衰减程度递减,相同开度下流场内最... 详细信息

考虑流体可压缩性,采用FLUENT滑移网格与UDF技术模拟不同关阀规律下球阀关闭瞬态过程,分析不同关阀规律对球阀流场和水击压强的影响。结果表明;线性关阀时,随着关阀时长的增加,最大水击压强逐渐减小且衰减程度递减,相同开度下流场内最大流速递减;当关阀时长为0.3 s时,针对该模型采用"有效时长前20%关阀36°"的两阶段线性关阀规律能有效降低水击压强。

关键词： CFD 瞬态数值模拟球阀关闭规律水击压强

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内燃机进排气过程数值模拟

内燃机进排气过程数值模拟

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作者：张国庆中北大学

学位级别：硕士

发动机性能的好坏是汽车行驶过程中的最主要因素，而发动机气缸内工作过程是一个很复杂的过程，发动机工作过程包括四个冲程：进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，本文只对进排气过程进行研究，利用软件对发动机进排气过程进行模... 详细信息

发动机性能的好坏是汽车行驶过程中的最主要因素，而发动机气缸内工作过程是一个很复杂的过程，发动机工作过程包括四个冲程：进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，本文只对进排气过程进行研究，利用软件对发动机进排气过程进行模拟。以前主要是通过实验的方法来对发动机进排气工作过程进行研究，最后得出来的是进排气工作过程中气体流动过程中的参数，用实验的方法来研究气体的流动状态，这种方法不仅实验周期特别长而且花费特别大。同时由于实验过程中各种偶然的因素太多，故测得数据不是那么的准确，近年来随着计算机技术的不断发展和计算流体力学等理论的不断完善，研究发动机工作过程的主要方式逐渐变成了数值模拟方法（CFD），各国研究的热点主要是对发动机缸内气体流动进行瞬态数值模拟研究，因为发动机实际工作过程就是一个瞬态的过程，所以瞬态数值模拟能够直观的观察到各种流场状态在气缸内的形成，获得的流场信息更加全面准确。另外数值模拟的方法还有成本低、周期短等优点，目前，在机械设计方面，采用这种计算机辅助设计的方式已经极为普遍。在本次发动机工作过程流场模拟中，本文主要做了以下工作，对某柴油机的进气道、排气道、进气门、排气门、活塞和缸套等进行三维建模；研究了如何对进排气道、气门、气缸进行动网格划分，并通过建立程序确保进排气门与活塞运动相协调，划分网格的过程中必须使网格在模拟过程中保持良好的质量，以保证整个模拟的准确度；本文运用fluent软件对发动机整个工作过程进行了模拟仿真，不涉及到燃烧及喷雾过程，只对进排气过程中的气体流场进行模拟，分析了气体运动的速度场和压力场等参数的变化，分析结果表明：（a）在排气的过程中，在排气门开启之前，缸内压强远远大于排气道的压强，随着活塞的运动和排气门的开启，缸内的气体由于缸内压强大开始朝排气道剧烈运动，这时缸内的速度很大，然后随着缸内压强的减小，排气道内部的压强不断增大，气缸内部气体流动速度也在逐渐下降，在排气过程的最后缸内压强与排气道压强差距很小。（b）在进气的过程中，随着活塞的运动，气缸的容积在不断扩大，气缸内部压强在逐步减小，由于缸内压强相比较排气道的压强较小，大量的气体通过进气门进入气缸内部，气流流动速度开始增大，随着进气量的逐渐增大，气缸内部压强也在不断增大，最后气缸内部压强与进气道的压强差距较小，气缸内部的气流速度也在逐渐减小。（c）由前面对不同曲轴转角时气缸内部气体速度矢量云图发现，进气门在其中起到了阻流板的作用，初期在进气门与气缸壁的两侧产生了两个涡流，随后在活塞的不断运动下，两个涡流在进气过程的末期形成了一个很大的滚流，滚流的形成对发动机缸内气体的混合和燃烧起着非常有利的作用。

关键词：发动机工作循环过程缸内流场瞬态数值模拟

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内燃机缸内流动及喷雾过程数值模拟

内燃机缸内流动及喷雾过程数值模拟

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作者：邓杰华中科技大学

学位级别：硕士

随着近年来计算机的快速发展,应用计算流体力学的数值模拟方法,可以在较短时间内获得整机的流场情况,并且可以针对实际需要调整内燃机参数,对发动机性能进行预测。本文针对实际应用中的某款直列四缸GDI（缸内直喷汽油机）发动机,利用数... 详细信息

随着近年来计算机的快速发展,应用计算流体力学的数值模拟方法,可以在较短时间内获得整机的流场情况,并且可以针对实际需要调整内燃机参数,对发动机性能进行预测。本文针对实际应用中的某款直列四缸GDI（缸内直喷汽油机）发动机,利用数值模拟计算方法,运用流体动力学软件STAR-CD及动网格划分模块ES-ICE,建立了的三维实体动网格模型. 在压缩过程（发动机为压缩过程喷雾）进行缸内湍流流动的瞬态数值模拟,曲轴转角范围为180°CA360°CA。分析其压缩过程的初期、前期、中期,近上止点及上止点曲轴转角时刻的速度矢量场,并和通过同条件试验下通过PIV粒子成像测速仪获得的速度矢量场进行对比分析,仿真结果比较好地符合试验结果。在更大曲轴转角范围内,对缸内全工况湍流流动进行瞬态数值模拟,分析缸内湍流流动过程。并通过改变STAR-CD内部湍流模型及参数来分析模拟仿真结果的变化。结果显示任意的微小变化都会对流场带来很大影响。对缸内燃油喷射雾化过程进行三维瞬态数值模拟,获得了缸内液滴分布场、空燃比分布场、压力、温度等大量信息。通过对仿真结果进行分析得出良好的缸内结构是进行稀薄燃烧的的必要条件,同时说明喷雾过程中射流的剪切作用是影响缸内流动状态的一个主要因素。

关键词：内燃机 GDI 湍流喷油雾化瞬态数值模拟

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侧风环境中车辆出隧道过程的气动特性研究

侧风环境中车辆出隧道过程的气动特性研究

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作者：苑修乐山东大学

学位级别：硕士

随着我国公路通车里程的逐年增加以及汽车保有量的迅速增长,我国正快速进入汽车社会。我国各种地势地貌相当复杂,特别是以山区居多,山地和丘陵占居全国总面积的三分之二以上。为保证道路的连续性和合理性,经常采用建设隧道来穿越山岭。... 详细信息

随着我国公路通车里程的逐年增加以及汽车保有量的迅速增长,我国正快速进入汽车社会。我国各种地势地貌相当复杂,特别是以山区居多,山地和丘陵占居全国总面积的三分之二以上。为保证道路的连续性和合理性,经常采用建设隧道来穿越山岭。近年来,我国公路隧道通车里程和座数逐年增多。我国为多风国家,当车辆由隧道内驶出时,由于车辆是由相对封闭的空间进入开放空间,汽车本身的空气动力学特性会发生很大的变化,加之受到风的影响,汽车的侧倾力会急剧变化,导致失控和侧翻等交通事故。另外,在实际道路行驶时,车辆不可避免的会发生跟随以及并行,此时车身周围气流的会发生变化,从而带来车辆行驶安全问题。本文采用基于动态分层法的动网格技术对侧风环境中车辆驶出隧道过程的气动特性进行研究,分析所涉及的流动现象和力学结果之间的关系并且得出相应的结论。具体如下：首先对单辆货车驶出隧道的过程进行数值计算,将计算结果与前人实验值及稳态数值模拟的结果进行对比,计算结果误差在允许范围内,为后续的数值模拟提供了依据和保证。研究单辆货车驶出隧道过程的气动特性,设置4种不同的行驶速度以及4种不同的风速进行对比分析。发现货车在驶出隧道后其阻力系数变小,且侧风速度越大时,货车驶出隧道后的阻力系数越大,其侧向力系数也越大。货车的气动力系数在隧道出口前后发生了较大的波动,且侧风速度越大,货车周围的流速及压力分布越不均匀,其气动力系数波动越大,行驶安全性越差。研究侧风状态下两辆车相互尾随出隧道时两车的气动特性,将车速设置为30m/s,设置4种不同的侧风速度,引入标准轿车模型并变换轿车和货车的前后位置进行对比分析。发现两车相互尾随时前后两车的阻力系数均有一定程度的减小,且前车车型大时后车阻力系数减小的幅度也大。前车的尾涡对后车有一定的影响,使后车的气动力系数发生波动,且前车车型大后车车型小时前车对后车的影响最为明显,前车车型小后车车型大时,后车受前车影响较小。研究侧风状态下两辆车并行驶出隧道时两车的气动特性,同样固定车速,设置4种不同的侧风速度,并变换迎风侧的车型进行对比分析。发现两货车并行时左右两车的阻力系数的值和变化趋势基本一致,在无侧风时左右两车的侧向力系数绝对值基本相等,但侧向力方向相反,有侧风时左边背风侧货车的侧向力系数绝对值小于右边迎风侧,且左边货车的切向力系数与阻力系数的比值小于1,说明右车对侧风有一定的屏蔽作用。轿车在右边迎风侧货车在左背风侧时,两车的阻力系数变化趋势一致,无侧风时两车的侧向力方向相反,大小基本一致,随着侧风速度的增加左右两车的侧向力系数均有所增加,但左边货车的增加幅度减小,且左边货车切向力系数与阻力系数的比值大于1,说明小轿车对侧风有一定的屏蔽作用,但由于迎风面积较小,所以该作用表现不明显。货车在右边迎风侧轿车在左边背风侧时,由于货车迎风面积较大,对侧风的屏蔽作用大,导致小轿车的侧向力系数绝对值很小且切向力系数与阻力系数的比值小于1,气动力系数波动明显。本文探讨了车辆在侧风下驶出隧道时的气动特性规律,从空气动力学的角度解释了隧道出口多发生交通事故的原因,为有风天气时车辆在隧道的安全行驶提供了理论依据。

关键词：侧风车辆出隧道气动特性瞬态数值模拟

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主动进气格栅对混合动力汽车动力特性的影响

主动进气格栅对混合动力汽车动力特性的影响

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作者：孔德宇山东大学

学位级别：硕士

主动进气格栅是对传统进气格栅的优化,在继承前者全部功能的同时,由于其灵活性和对不同工况、环境更良好的适应性,已经成为越来越多汽车厂商的选择。主动进气格栅可通过感知汽车的行驶信息,如车速、车距等,主动选择其开闭的角度,从而实... 详细信息

主动进气格栅是对传统进气格栅的优化,在继承前者全部功能的同时,由于其灵活性和对不同工况、环境更良好的适应性,已经成为越来越多汽车厂商的选择。主动进气格栅可通过感知汽车的行驶信息,如车速、车距等,主动选择其开闭的角度,从而实现降低整车行驶阻力,提升燃油经济性和操纵稳定性等目的。本文通过对某混合动力车型在进气格栅的开启与关闭两种状态下气动性能的变化进行了研究。对以33m/s速度行驶的厢式货车进行瞬态数值模拟,得到其气动参数变化规律及车身周围流场分布,并通过与前人实验数据对比,验证所采用的研究方法的可行性,为后续研究奠定了基础。采用与上述相同的数值模拟方案,在轿车单车行驶路况中,分别对进气格栅开启和关闭两工况进行瞬态数值模拟,得到其各气动力系数的差异,并得到如下结论:进气格栅的关闭可使单车行驶工况中的车辆阻力系数下降%13.8,升力系数下降15.1%。在前文的研究基础上,模拟超车工况中,进气格栅的开闭状态对车辆气动特性的影响。研究结果表明,当主超车超过被超车一定距离时(1.5倍轿车车长),主超车各气动力系数均达到峰值。将此位置定义为该工况的危险位置,得到如下结果:进气格栅的关闭,会使出于危险位置的主超车气动阻力系数下降16%,升力系数下降24%,侧向力系数分别下降20%。通过对前轮载荷、侧偏刚度、侧向力等因素理论分析得到如下结论:关闭格栅可降低主超车气动升力系数,从而使转向轮垂向载荷增加约2%,关闭进气格栅还会使主超车侧向力系降低20%。综合考虑到轮胎的侧偏特性,利用侧偏角与侧向力和侧偏刚度的关系,得到进气格栅的关闭会使轮胎的侧偏角减小约23%。以同样的方法,研究了进气格栅在会车过程中对车辆的影响会得到如下结论:会车的危险时刻发生在两车并两车车头距离为0时刻,关闭格栅会使升力系数和侧向力系数分别下降0.18和0.33,并使车辆在受到侧向载荷作用的侧偏角相对于格栅开启下降20%。本文主要研究了进气格栅的开闭状态,对会车、超车的复杂工况中车辆各气动系数的影响。并可将所得结论作为优化主动进气格栅控制策略的理论基础。

关键词：主动进气格栅瞬态数值模拟侧向力操纵稳定性

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厢式货车与客车会车过程的气动特性研究

厢式货车与客车会车过程的气动特性研究

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作者：范鹏飞山东大学

学位级别：硕士

目前汽车的行驶环境变得越来越复杂,会车、超车、弯道行驶等工况普遍出现。这些复杂工况将导致汽车周围的流场相互干扰,气动力以及气动力矩发生变化,尤其是当车速较高时,会严重影响汽车的操纵稳定性和安全性。此外,汽车在实际道路行驶... 详细信息

目前汽车的行驶环境变得越来越复杂,会车、超车、弯道行驶等工况普遍出现。这些复杂工况将导致汽车周围的流场相互干扰,气动力以及气动力矩发生变化,尤其是当车速较高时,会严重影响汽车的操纵稳定性和安全性。此外,汽车在实际道路行驶的过程中,经常会受到侧风作用的影响,侧风大小及角度的变化都会使气动阻力、气动侧向力、横摆力矩、侧倾力矩等发生剧烈变化。鉴于此,为了保障行车安全,研究厢式货车与客车在不同工况和外界条件下会车过程中的气动特性具有极其重要的意义。本文采用瞬态数值模拟的方法对厢式货车与客车会车过程中的三维流场进行研究,分析两车周围气流和气动力系数的变化情况,旨在探讨气动特性的变化规律及其对汽车操纵稳定性和安全性的影响,全文的研究主要包括如下四个方面的内容:首先,对以30m/s速度行驶的单辆厢式货车进行了数值模拟,得到它的气动力系数变化规律以及车身周围流场的分布情况,并通过与前人试验结果以及相关数据的对照,验证了所采用研究方法的可行性,为后续研究方法的选择以及对比分析奠定了基础。采用滑移交界面和动网格技术对厢式货车与客车分别以5m/s、10m/s、20m/s、30m/s四种不同速度下会车的工况进行了数值模拟,研究了不同车速对会车过程的影响,并总结出车速对瞬态气动特性的影响规律。四种会车速度下,厢式货车与客车的气动阻力系数和气动升力系数大体上都呈正弦规律变化,出现一个波峰和一个波谷,气动侧向力系数由于受尾涡的影响,会出现额外的微小波动。随着会车速度的增加,两车外流场对彼此之间的干扰逐渐变得剧烈,气动力系数也随着速度的增加而大幅增加。此外,还从车身表面压力分布、尾部涡流等角度对会车过程中的瞬态流场进行了显示和分析,详细阐述了会车过程中气动力产生以及变化的原因。研究了3m/s、6m/s、10m/s三种不同侧风速度下厢式货车与客车会车时的气动特性。在会车速度相同的情况下,两车气动特性的变化趋势基本一致,均发生了较大的波动,且随着侧风速度的增加,气动力系数的变化幅度也相应增大,尤其是气动阻力系数与气动侧向力系数大大升高,并通过分析Y=1.0m截面的速度云图和压力云图解释了产生这种变化的原因,对可能产生的安全性与操纵稳定性问题进行了分析研究。最后,研究了侧风角度对会车过程的影响。分别对侧风角度β=15°、30°、45°时的会车过程进行瞬态模拟,总结出气动力系数随侧风角度的变化规律。随着侧风角度β的增加,厢式货车的气动侧向力系数逐渐减小,气动阻力系数不断增大,而客车的气动阻力系数逐渐减小,并通过分析X/L=1.0会车位置处厢式货车与客车车身表面的压力分布情况,进一步解释了气动力系数变化的原因。本文主要研究了会车速度、侧风速度以及侧风角度对会车过程中气动特性的影响,总结出气动力系数的变化规律,从汽车空气动力学的角度解释了车身周围流场变化的原因,为复杂条件下的会车安全提供了参考。

关键词：汽车空气动力学瞬态数值模拟会车过程侧风

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发动机进气过程缸内流场瞬态数值分析

发动机进气过程缸内流场瞬态数值分析

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作者：杨帆中北大学

学位级别：硕士

发动机进气过程作为发动机工作循环的开始，在其工作过程中起到了关键作用。发动机进气过程中气缸内气体流动的组织会直接影响其在燃烧过程中火焰的传播、燃烧的稳定性和燃烧是否完全，进而影响发动机的性能及其排放。对发动机进气过程... 详细信息

发动机进气过程作为发动机工作循环的开始，在其工作过程中起到了关键作用。发动机进气过程中气缸内气体流动的组织会直接影响其在燃烧过程中火焰的传播、燃烧的稳定性和燃烧是否完全，进而影响发动机的性能及其排放。对发动机进气过程传统的研究方法是通过实验来获得进气过程中气体流动的参数，以此研究其流动状态，不仅成本高而且实验周期长。随着计算流体力学等理论的不断完善以及计算机技术的不断发展，数值模拟方法逐渐成为研究发动机工作过程的主要方法，特别是对发动机缸内气体流动的瞬态数值模拟研究成为各国研究的热点，因为瞬态数值模拟与发动机实际工作过程相一致，能够直观的观察其进气过程中缸内气体形成的流场状态，可以获得更全面的流场信息。数值模拟方法还有成本低、周期短等优点。为了对发动机的进气过程有更加深刻的认识，本文做了以下工作，对某柴油机螺旋进气道-气门-气缸进行三维建模；研究了在发动机进气过程的瞬态模拟中如何对进气道-气门-气缸进行动网格划分，使网格在模拟过程中的变化与气门和活塞在实际中的运动相一致，并保持良好的质量，以保证整个模拟的精确度；采用基于控制容积法的组合式动态网格划分技术，针对某带有螺旋进气道的柴油机进气过程进行了三维瞬态数值模拟；分析了其进气道在径向和切向两种布置的情况下进气过程中缸内流场结构及气体速度、压力和湍动能等参数的变化，分析结果表明： 1.在本文所模拟的工况下即小气门升程时，本文所模拟的柴油机螺旋进气道的位置对其进气过程中流场结构变化的影响较小，但从各项参数大小的变化曲线上来看，螺旋进气道在径向布置的情况下的进气效果优于切向布置的情况。 2.通过对进气过程中不同曲轴转角是缸内不同高度横截面速度矢量图的分析可以发现，在进气过程中气体流动受到螺旋进气道蜗壳的导向作用，在气缸上部产生涡流并由上到下呈螺旋状向下传递，最终结束在气缸底部的一个较稳定的涡流。 3.通过对不同曲轴转角时缸内气体在纵截面上的速度矢量图的分析发现，进气门起到了阻流板的作用，进气门下方空气被卷吸并且在气缸壁的导向作用下，气缸内部气体形成两个涡流，此两涡流在进气后期不断融合为一个较大的滚流，有利于缸内气体的混合和燃烧。本文所做研究对带有螺旋进气道的柴油机在进气过程中的缸内流场的变化有了更加直观的认识，为其进气系统的设计和优化改进提供了参考。

关键词：发动机螺旋进气道进气过程缸内流场瞬态数值模拟

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