内燃机气道内气体流动三维数值模拟与应用研究——IND-3D程序的开发与应用

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该文介绍了作者开发研制的微机版内燃机进气道内气体流动过程多维数值模拟计算程序IND-3D的数学模型及程序的基本结构,探讨了开发微机用大型模拟程序所出现的问题及解决的途径.文中采用任意拉格朗日-欧拉方法(ALE)进行数值计算,详细研究了ALE方法的基本原理并对控制方程离散后对流通量和耗散通量的计算、物面边界和流场边界的处理以及人工粘性影响、加速收敛等各方面都做了推导和演算.利用作者开发的计算程序,首先对载压封闭系统进行了数值模拟,计算结果可表示为详尽的数据说明和图形输出,同在CRAY巨型机上用SALE-3D程序计算的结果进行对比,结果表明IND-3D程序已基本实现了SALE-3D程序的功能,其计算精度及使用方便性与SALE-3D基本相同.增加的后处理模块功能使用户使用该程序更方便.其次对特定模型的内燃机进气道进行了实际数值模拟计算.计算结果与理论分析、实验结果相吻合.该文的工作证明,IND-3D程序的多维数值模拟方法具有费用低、信息量大的优势,其结果展示了进气道结构型线对流动的影响,为进气道的设计与改进提供了依据,是设计和研究内燃机进、排气系统的很有潜力的工具.
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