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        用于高品質(zhì)發(fā)動機(jī)的熱場集成模擬方法

        2017-03-08 07:25:46李臣
        汽車文摘 2017年2期
        關(guān)鍵詞:發(fā)動機(jī)方法

        用于高品質(zhì)發(fā)動機(jī)的熱場集成模擬方法

        為了提高發(fā)動機(jī)的品質(zhì),同時(shí)保證發(fā)動機(jī)的可靠性,需要確定發(fā)動機(jī)的熱場。目前,采用的熱場模擬方法可分為兩大類:唯象方法和計(jì)算流體動力學(xué)方法。其中,唯象方法根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象對熱場進(jìn)行模擬,不去解釋熱場形成的內(nèi)在原因;而計(jì)算流體動力學(xué)方法通過建立理論模型對熱場進(jìn)行模擬,忽略真實(shí)試驗(yàn)反映出的規(guī)律。對此,研究將這兩種方法進(jìn)行結(jié)合,給出一種對高品質(zhì)發(fā)動機(jī)熱場進(jìn)行集成模擬的方法。

        所設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)熱場集成模擬方法主要采用了共軛傳熱仿真和三維計(jì)算流體動力學(xué)仿真兩種方法。仿真時(shí),首先對缸內(nèi)燃燒進(jìn)行初步模擬,即在燃燒室表面施加一個(gè)均勻的壁面溫度;之后,利用共軛傳熱方法對發(fā)動機(jī)部件、冷卻液回路以及氣體到缸壁的熱傳導(dǎo)進(jìn)行仿真。由于共軛傳熱仿真是一種唯象方法,因而通過該過程可以得到發(fā)動機(jī)運(yùn)行形成的熱場中固體、流體以及固體與流體之間的熱傳導(dǎo)過程;最后,利用三維計(jì)算流體動力學(xué)方法對發(fā)動機(jī)各部件的熱輻射和熱流動進(jìn)行仿真,得到最終形成的熱場。

        圖1 發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)條件下的溫度分布與仿真分析結(jié)果對比

        對該方法進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),采用了A、B兩種缸內(nèi)直噴渦輪增壓發(fā)動機(jī):A發(fā)動機(jī)為V型8缸;B發(fā)動機(jī)為直列4缸。試驗(yàn)分別設(shè)定A發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速7000r/min、燃油噴射壓力1.83MPa;B發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速5200r/min、燃油噴射壓力為2.30MPa。測量A、B發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)條件下的溫度分布,將測量結(jié)果與集成模擬的仿真結(jié)果進(jìn)行對比。對比結(jié)果如圖1所示。從圖1中可以看出,仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果非常接近。因而,所提出的發(fā)動機(jī)熱場集成模擬方法能對熱場進(jìn)行有效模擬,且具有較高的精度。

        Giuseppe Cicalese et al.SAE

        2016-01-0578.

        編譯:李臣

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