基于FIRE的SL1126柴油机燃烧过程数值模拟研究

摘要

柴油机燃烧过程是一个复杂多变的物理、化学过程，随着排放法规的日益严格，为了满足排放法规的要求，本文从改善柴油机燃烧过程入手，借助于奥地利 AVL公司的FIRE软件，可不受试验条件的限制，模拟难以测量的物理量，深入了解燃烧机理。
　　本文对直喷SL1126柴油机工作过程进行了的数值模拟分析。首先分析了发动机燃烧理论，为进行内燃机工作过程的数值分析提供了基础，之后建立了柴油发动机的几何模型以及计算网格模型。根据计算的要求对相关的分析模型参数进行了选择和应用。针对内燃机的具体运行过程，进行了包括喷雾和燃烧在内的缸内过程的三维数值模拟计算。较详细地展示了缸内喷雾发展形态、喷雾油滴的缸内分布情况和缸内燃烧的压力场、温度场、浓度场以及缸内NOx的生成特点，分析了喷油提前角对燃烧过程的影响。
　　从分析的结果来看，内燃机缸内工作过程对内燃机的整机性能有着重大的影响，缸内工作过程的数值模拟，能够用于分析和预测缸内气体的流动过程的湍流参数的变化、燃油粒子的空间分布、可燃气体的浓度分布、缸内压力分布和温度分布等。从而可以进一步研究内燃机的性能和排放，达到降低排放、改善内燃机动力性与经济性的目的。

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第一章 绪论

1.1前言

1.2车用柴油机排放控制技术

1.3柴油机缸内燃烧过程数值模拟概述

1.4 本文研究的主要内容和进行的工作

1.5 本章小结

第二章柴油机缸内工作的数学和物理模型

2.1 数学模型

2.2 喷射模型

2.3 湍流模型

2.4 边界条件

2.5 中心曲柄连杆机构运动学

2.6本章小结

第三章 数值分析方法

3.1 概述

3.2 有限体积法

3.3 计算网格及生成

3.4 运算步骤

3.5 FIRE软件的介绍

3.6 FIRE软件的主要功能

3.7 本章小结

第四章 柴油机工作过程仿真分析

4.1 几何模型的建立

4.2 网格生成

4.3 数值求解

4.4 燃烧过程基本模型的选择

4.5 计算初始参数和边界条件

4.6 喷油提前角对柴油发动机燃烧过程的影响

4.6.1压力场分布

4.6.2温度场分布

4.7 喷雾过程的模拟及分析

第五章 全文总结与工作展望

5.1结论

5.2 未来展望

参考文献

攻读学位期间发表论文

致谢