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内燃机缸内湍流边界层对于宏观流场结构、壁面传热和燃烧特性都起着至关重要的作用,并最终影响内燃机的热效率和污染物排放。但是由于内燃机壁面气侧的速度和温度分布难以获得,缸内非平衡湍流边界层尚未被充分认识。本研究采用延迟分离涡湍流模型(DDES)开展了缸内流动传热的三维瞬态数值模拟研究,着重关注气缸顶面附近的瞬态流动特性及传热特性,主要研究工作如下:流动特性方面,首先分析了近壁平均速度、脉动速度的演变规律,并将无量纲速度曲线与标准壁面律对比;其次关注了滚流运动对近壁流动空间分布的影响;最后总结了发动机转速及滚流比对近壁流动特性的影响。结果表明:近壁平均速度演变过程与进气射流及滚流的发展、气门及活塞的运动状态密不可分。近壁不同方向上的雷诺应力差异证明了缸内近壁湍流的各向异性。近壁无量纲速度曲线在粘性底层与壁面律符合良好但偏离于对数层,压缩冲程中粘性底层逐渐增厚、无量纲速度逐渐增加。滚流运动造成燃烧室内不同空间位置处流速及流向不同,甚至会导致近壁区域产生局部回流或漩涡。最后,在相同的温度及压力边界条件下,提高发动机转速或者进气滚流比都会使得近壁区域流速增加。传热特性方面,首先分析了近壁平均温度、脉动温度,并将无量纲温度速度曲线与标准壁面律对比;其次关注了壁面热流密度、传热系数以及近壁对流换热量的演变规律;最后总结了发动机转速及滚流比对壁面传热的影响。结果表明:进气及压缩冲程中缸内温度边界层厚度演变过程非单调。近壁无量纲温度曲线在粘性底层与壁面律符合良好,在对数层趋于水平,且随着活塞上行无量纲温度逐渐升高。260CAD前缸内气体从壁面吸热,260CAD后缸内气体向壁面散热,随着活塞上行壁面热流密度逐渐增加。260CAD前传热系数逐渐降低,270CAD后传热系数逐渐增加。近壁对流换热量在过渡层存在峰值,且对流换热量峰值约占缸内总传热量的70~85%。最后,在相同的温度及压力边界条件下,提高内燃机转速会增大壁面热流密度以及传热系数;增加进气滚流比会减小壁面热流密度以及传热系数。