基于CAD/CFD的柴油机螺旋进气道研究

摘要

论文以小缸径直喷式柴油机螺旋进气道为研究对象,探讨了计算机辅助设计(CAD)和计算流体力学(CFD)技术在螺旋进气道仿形和设计中的应用.论文的主要工作如下:1.逆向仿形建立了某种型号的螺旋进气道三维实体模型.2.分析了柴油机螺旋进气道建模的关键几何参数,交互完成气道参数化三维模型的建立.初步建立了柴油机螺旋进气道的计算机辅助设计系统,实现一定程度的自动化建模.3.对所建立的模型进行了稳流实验台条件下气道-气门-气缸内的三维定常流动模拟计算,计算了不同气门升程下气道的性能评价参数.该文的研究具有较强的实用性,建立的螺旋进气道表面保证了曲面片之间的二阶几何连续.专门针对螺旋进气道建立了计算机辅助设计系统,实现了气道三维模型的参数化,加快了建模的速度.最终用CFD软件对气道进行流动模拟计算,为设计优化提供判断依据.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1计算机辅助设计技术在螺旋进气道设计中的关键问题

1.2数值模拟分析在柴油机螺旋进气道设计中的应用

1.3国内外的研究情况

1.4本文的研究目的与主要内容

第二章气道三维造型设计的计算辅助几何基础

2.1几何形状描述的基本理论

2.1.1 NURBS方法描述自由曲线曲面

2.1.2 NURBS曲线设计

2.1.3一些常用曲面的NURBS表示

2.1.4 NURBS曲线曲面的连续性和光顺性

2.2气道造型的基本理论

第三章逆向工程在气道造型设计中的应用

3.1概述

3.2产品对象的数字化

3.3曲面重构的软件条件

3.4 UG软件的逆向功能简介

3.5曲面重构

3.5.1坐标系的确定

3.5.2采点

3.5.3 连线

3.5.4构面

3.5.5构体

第四章交互式气道三维参数化造型设计

4.1参数化设计简介

4.2 UG的造型功能简介

4.3柴油机螺旋进气道外形主要几何参数的确定

4.3.1进气口的形状和位置

4.3.2引导管

4.3.3最小截面

4.3.4涡壳

4.3.5气门室高度

4.3.6进气道出口

4.4螺旋进气道参数化三维造型

4.4.1进气口造型

4.4.2最小截面造型

4.4.3引导管造型

4.4.4导向段表面的建立

4.4.5螺旋段截面线的造型

4.4.6螺旋段轮廓线的造型

4.4.7气门导管支持凸台和喉口部分的造型

4.4.8螺旋段的造型

4.4.9过渡部分造型

第五章柴油机螺旋进气道计算机辅助设计系统

5.1概述

5.2开发工具的介绍

5.2.1 UG/Open API

5.2.2 UG/OPEN MenuScript

5.2.3 UIStyler

5.2.4 UG/OPEN GRIP

5.2.5 Visual C++开发平台

5.3螺旋进气道计算机辅助设计系统流程及模块总体设计

5.4曲线设计系统

5.4.1系统总体设计

5.4.2系统界面设计

5.4.3系统功能的实现

5.5曲面设计系统

5.5.1曲面设计系统菜单的设计

5.5.2建模对话框的设计

第六章流动模拟计算及结果分析

6.1气道稳流实验简介

6.2柴油机螺旋进气道的性能评价参数

6.3计算流体力学

6.4柴油机螺旋进气道的模拟流动计算

6.4.1数学模型

6.4.2几何模型准备

6.4.3边界条件的设定

6.4.4计算结果分析

第七章结论

致谢

在学期间的研究成果

参考文献：