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SL1126柴油机螺旋进气道建模及CFD分析

张亮峰  
【摘要】:本课题的研究中主要运用目前工程分析中功能强大的Pro/E和ANSYS等相关软件对SL1126型柴油机进气道进行结构建模和CFD计算分析。Pro/E和ANSYS软件都是由美国公司开发的大型通用有限元分析软件。目前国内运用ANSYS/FLOTRAN开展对内燃机进气道数值模拟的分析还刚刚起步,研究的单位主要有江苏无锡油泵油嘴研究所、上海交通大学、西安交通大学和华中科技大学等。他们主要是建立流体的数学模型,进行数据分析与数据处理,对分析结果与试验结果进行比较,根据参数的变化和边界条件的设置不同,分析流体的形态、流速等,最终对进气道的结构和尺寸进行修正。 本课题针对正已研制和开发的SL1126柴油机专利产品的螺旋进气道进行计算机数值模拟分析,利用连续性方程、动量方程、κ方程、ε方程建立气道流动理论模型,将进气道内流体看作三维定常流动,不考虑气道壁面与流体之间的热传递。并通过AutoCAD和Pro/E软件为基础构建气道流体实体模型,利用通用的几何标准将模型导入到有限元分析软件ANSYS中,并运用ANSYS/FLOTRAN进行数值模拟,将气道分为直流段、斜坡段和垂直段三部分,采取不同的网格对每部分进行分网处理。使用ANSYS的后处理模块对计算结果进行处理,包括进气道的二维、三维几何建模、数学模型建立、数据转换、有限元划分网格、边界的确定、数值分析、结果分析等,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、紊流动能分布等结果,并对进气道提出了结构修改的方案和改正方向的参考依据,同时为柴油机螺旋进气道试验提供数据,为实现高效率、低成本、优质量的柴油机设计提供保障。


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