C14D发动机进气道流场三维数值模拟

摘要

在汽油机中，进气道是决定充量系数、混合气形成和燃烧过程好坏的关键因素之一；进入气缸中的空气量和进气产生的流动状态是影响内燃机的动力性、经济性以及排放性能的主要因素。
　　 传统的进气道设计流程是经验设计加上稳流试验台上的反复试验。在设计开发中存在着较大的盲目性与局限性，不仅设计开发周期长，耗费大，而且较难得到理想的方案。
　　 通过对进气道内气体流动的三维数值模拟计算，可获得流量系数，气道内压力、流速等参数的空间分布，并建立气道形状、安装位置与气体流动特性(包括流量系数等)的关系，为汽车发动机进、排气道的设计与改进提供依据。
　　 本研究主要工作：
　　 1.综述了汽油机进气道的研发方法、流体所遵循的物理规律和数学模型相关理论。
　　 2.利用三维造型软件UG，建立了实体模型。
　　 3.利用FIRE，建立了包括气道一气门一气缸在内的计算域网格。
　　 4.利用FIRE进行三维模拟计算。计算模拟出气道的流量系数、进气流动的速度场、压力场和滚流迹线图等三维模拟结果。
　　 5.比较不同湍流模型对模拟结果的影响。
　　 6.在原机型的基础上，改变气道模型和燃烧室角度，对比了改进前后模拟仿真结果。
　　 本文的意义在于：通过进气道CFD仿真计算，获得了进气道结构对流量系数的影响规律，并采用CAD/CFD相结合的手段，分析了切向气道和蓬形燃烧室角度的改变对汽油机进气道流场的影响。