XN295柴油机螺旋进气道三维数值模拟计算

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发动机进气道的结构直接影响缸内新鲜空气充量的大小和吸入空气涡流的强度和程度,从而直接关系到发动机的燃烧完善度,影响发动机的动力性、经济性和排放性能。因此,在发动机的研究开发中,气道的研制工作至关重要。 发动机缸内的气流运动是复杂的空气运动,传统的方法在实验台上进行大量的实验,既费时又费力,不能适应现代高性能发动机研制工作的需要,因此,采用多维数值模拟技术是一种有效的研究手段。 本文综述了柴油机进气道的开发研究,采用逆向工程的方法建立了XN295柴油机螺旋进气道三维几何模型,利用气道稳流试验台的试验结果作边界条件,应用高雷诺数K-ε模型封闭雷诺方程,计算过程中,采用压力修正中的SIMPLE算法,利用CFD(computational fluid dynamics)软件对此螺旋进气道的流场以及压力场进行模拟计算和分析。按试验所得的Ricardo评价参数验证了计算结果,两者趋势吻合良好, 证明了所选用的湍流模型和计算方法的正确性,以及用CFD计算代替发动机试验取得进气门流量系数是可行的。在给定特定参数的前提下,分析气流流动的形态和特征,得到了气道及气道进、出口的速度分布、压力分布等结果,并对进气道提出了结构修改的方案和改正方向。
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