34-计算网格对柴油机喷雾三维数值模拟影响研究

柴油机非对称喷油嘴内部空化流动特性的数值研究苏航宇;韩振南;刘邱祖【摘要】柴油机喷油嘴内部喷嘴流量和空化现象直接影响到燃油的喷射和雾化,进而影响柴油机的性能和排放.以两种非对称柴油机喷油嘴——小压力室喷油嘴(mini-sac)和无压力室喷油嘴(VCO)为例,通过Fluent软件对其进行空化和流量数值仿真,研究入口压力和背压参数对质量流量变化的影响.研究结果表明:在相同进出口压力下,mini-sac型喷油嘴各孔的流量均比VCO型的大;在较低和中等进口压力下VCO型喷油嘴各孔比mini-sac型更容易产生空化,而在较高的进口压力下这两种类型喷油嘴各孔产生空化难易程度基本一致;当进口压力不变时,随着出口压力的降低,在无空化产生时其质量流量与压力差呈线性关系;当空化出现时其质量流量继续增加,当出现超空化现象时该孔的质量流量不再变化;随着各孔的轴向夹角的增大,流量越小,空化越容易;对于这两种喷油嘴来说,只有mini-sac型孔3和孔4的空化出现在喷孔的上端和下端,其余孔的空化都只产生在上端.%The nozzle flow and cavitation of diesel engine nozzle directly affected the fuel injection and atomization,which affected the performance and emissions of diesel engine.Taking two asymmetric nozzles of mini-sac and VCO as examples,the influences of entrance pressure and back pressure on mass flow rate were researched through the simulation of cavitation and flow with Fluent software.The results show that the flow of each orifice for mini-sac nozzle is larger than that for VCO nozzle.VCO nozzle is easier to produce cavitation at low and medium pressure,but the probability to generate cavitation for both types of nozzles is nearly the same at high pressure.The mass flow is linear to pressure difference with the decrease ofoutlet pressure at constant inlet pressure when the cavitation doesnot occur,increases continually when the cavitation happens and keeps unchanged when the super cavitation happens.In addition,the mass flow becomes small and the cavitation becomes sensitive with the increase of axial included angle.For the two types of nozzles,the cavitation of orifice happens mainly at upper part except that that the cavitation of third and fourth orifice for mini-sac nozzle happens at upper and lower part.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】6页(P48-52,58)【关键词】柴油机;喷油嘴;空化;数值模拟【作者】苏航宇;韩振南;刘邱祖【作者单位】太原理工大学,山西太原 030024;太原理工大学,山西太原 030024;太原理工大学,山西太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TK423.84在实际商业使用中的现代柴油机喷油器喷嘴有很多类型，而最常见的两种是小压力室喷油嘴和无压力室喷油嘴。

生物柴油喷雾特性的数值模拟
姜磊;葛蕴珊;何超
【期刊名称】《内燃机工程》
【年(卷),期】2009(030)005
【摘要】根据可视化试验的结果,利用计算流体力学的方法对生物柴油和柴油的喷雾进行模拟,建立了三维仿真模型,并验证了模型的正确性.利用该模型研究了生物柴油和柴油的喷雾特性,计算了不同喷孔直径对喷雾贯穿距离、索特平均直径等的影响.研究结果表明:生物柴油的雾化特性与柴油不同,柴油的雾化特性更好;减小喷孔直径缩短了生物柴油的喷雾贯穿距离,而且有助于液滴的破碎和雾化.
【总页数】5页(P17-21)
【作者】姜磊;葛蕴珊;何超
【作者单位】北京理工大学,汽车动力性与排放测试国家专业实验室,北京,100081;北京理工大学,汽车动力性与排放测试国家专业实验室,北京,100081;北京理工大学,汽车动力性与排放测试国家专业实验室,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TK464
【相关文献】
1.生物柴油缸内喷雾特性的数值模拟 [J], 王忠;毛功平;袁银男;杨殿勇;顾士强
2.生物柴油自由喷雾特性的数值模拟和试验研究 [J], 毛功平;王忠;杨殿勇;袁银男;黄兆春
3.引射比对生物柴油斯特林发动机喷雾特性影响的仿真研究 [J], 袁雄; 王林涛; 虞翔宇
4.生物柴油和柴油直喷喷雾特性试验研究 [J], 高东志;秦建芸;许丹丹;包俊江;景晓军
5.柴油、生物柴油、戊醇混合燃料喷雾特性的实验 [J], 李莉;李雁飞;秦颂
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高压共轨喷油器内部瞬态流动三维数值模拟罗新浩 王谦（江苏大学能源与动力工程学院，镇江212013）摘要：喷油器的内部流动以及后续的喷雾特性直接影响了柴油机的排放和经济性能，对喷油嘴的内部流动进行三维瞬态数值模拟分析就显得更为重要。

利用计算流体力学软件STAR-CD 建立三维动态计算网格并进行模拟分析，得到了喷嘴内部的压力分布和喷孔出口的平均速度变化等信息。

计算结果可为缸内喷雾研究提供更真实的边界条件，以及对喷嘴结构参数的优化设计具有指导意义。

Abstract ：The investigation of the three-dimension transient flow characteristics inside the nozzle becomes more and more important because the flow status in the nozzle and fuel injection immediately influence the emission and economy performance of diesel engines.The three dimension dynamic model was performed by computational fluid dynamics software package STAR-CD.The results including pressure distributing and average velocity in the nozzle can provide more realistic boundary conditions for the spray model ，which are very useful for the optimum design of the nozzle structure parameters.关键词：高压共轨 柴油机 数值模拟 喷嘴 CFDKey words ：High-pressure common-rail ，Diesel engine ，Numerical simulation ，Nozzle ，CFD1 前言燃油喷射系统对柴油机的动力性、经济性和排放性发挥着重要作用。

三维数值模拟在燃烧工程中的应用探究燃烧工程是涉及到化学、物理、材料等多个学科的交叉领域，具有广泛的应用。

三维数值模拟是燃烧工程中的一项重要技术，在提高燃烧效率、降低污染排放、改进设计等方面发挥了重要作用。

本文旨在探究三维数值模拟在燃烧工程中的应用现状和发展趋势。

一、三维数值模拟的基本原理三维数值模拟是以计算机为工具，通过大量复杂的数学计算和算法实现对燃烧工程中复杂流动场、传热场、化学反应等现象进行模拟和预测的一种方法。

其中，Navier-Stokes方程是数值模拟的基本方程，它描述了流体的运动规律。

通过对该方程进行离散化处理，得到矩阵方程组，再通过迭代等方法求解，可以得到流场、温度、浓度等物理量的数值解。

二、三维数值模拟在燃烧工程中的应用1、燃烧过程优化三维数值模拟可以模拟燃料在燃烧室中的运动、热传递和氧气的消耗规律等，以评估燃烧过程的效率和可靠性，在燃烧室布局、燃烧器设计、燃料配比等方面提供有效的优化方案。

例如，在火电厂中，通过对锅炉内部三维流场的模拟，发现优化燃料喷入位置可以提高燃烧效率，减少污染物的排放。

2、减少污染物排放燃烧过程不可避免地产生大量的排放物，如二氧化碳、氮氧化物、硫化物等。

三维数值模拟可以模拟燃烧过程中污染物的生成和输运过程，以预测和减少污染物排放。

例如，在某些重工业场所的燃烧过程中，通过调整燃烧器内部的氧气含量和温度分布，可以使氮氧化物的排放量降低20%以上。

3、优化燃气轮机设计燃气轮机的性能和效率直接影响到电力产生的成本和可靠性。

利用三维数值模拟可以模拟燃气轮机内部流体的运动、传热和化学反应等，并对叶轮、内部通道、燃气喷口等元件进行优化设计。

例如，在研发大型燃气轮机时，通过三维模拟，可以模拟流场，减少内部部件的风阻，提高效率。

三、三维数值模拟在燃烧工程中的发展趋势1、多物理场耦合当前的燃烧工程存在着多物理场相互作用的问题，如燃料和空气的相互作用、化学反应的影响等。

未来的研究应该着眼于多物理场的耦合问题，以提高燃烧效率和降低污染物排放。

非道路用柴油机缸内气体流动与喷雾三维数值模拟的开题报告1.研究背景随着工农业生产的不断发展，非道路用柴油机得到了广泛的应用。

然而，在实际应用中，非道路用柴油机的燃烧效率、能量利用率以及排放性能等问题制约了其发展。

因此，针对这些问题的研究成为了当前非常重要的课题之一。

其中，对非道路用柴油机缸内气体流动和喷雾过程的研究，对于改善燃烧过程和提高发动机性能有着至关重要的作用。

2.研究内容本文将通过数值模拟方法研究非道路用柴油机缸内气体流动和喷雾过程，具体包括以下内容：(1) 建立非道路用柴油机缸内气体流动和喷雾的三维数学模型，采用计算流体力学方法对气体流动和喷雾过程进行模拟。

(2) 采用网格剖分和求解离散方程的方法，对非道路用柴油机缸内气体流动和喷雾过程进行数值模拟，并分析模拟结果。

(3) 对模拟结果进行分析和验证，包括模拟结果与实验结果的比较、参数分析和参数优化等。

3.研究意义非道路用柴油机的燃料消耗和排放直接影响着环境污染和气候变化。

通过对非道路用柴油机缸内气体流动和喷雾过程进行数值模拟，可以深入了解燃烧过程，优化燃烧效率，从而减少燃料消耗和有害排放。

同时，数值模拟方法还可以避免大量的实验试验和成本开支，提高研究的效率和质量，具有很高的实用价值。

4.研究方法和技术路线本文所采用的研究方法和技术路线包括以下几个方面：(1)非道路用柴油机缸内气体流动和喷雾过程的三维数学模型：通过对非道路用柴油机的结构和工作原理进行分析，建立非道路用柴油机缸内气体流动和喷雾的三维数学模型。

(2)采用计算流体力学方法进行模拟：利用流体动力学中的基本理论和数学模型，对非道路用柴油机缸内气体流动和喷雾过程进行模拟，并采用计算流体力学软件FLUENT对模拟结果进行分析和处理。

(3)对模拟结果进行分析和验证：将模拟结果与实验结果进行比较和验证，包括燃料消耗、排放、燃烧效率等参数的分析和优化，来进一步优化非道路用柴油机的性能。

5.研究进度和计划本研究目前处于初步阶段，预计下一步的研究工作包括：(1)进行缸内气体流动和喷雾过程的数值模拟；(2)分析模拟结果并与实验结果进行比较和验证；(3)对模拟结果进行优化和参数分析。

柴油机的性能改进及缸内工作过程的三维数值模拟杨靖;肖明伟;崔东晓;邓帮林;周剑【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2006(033)004【摘要】论述了1105柴油机的改进原理,对改进前的花瓣型燃烧室和改进后的盆形燃烧室建立了几何模型并划分动态网格.利用仿真软件STAR-CD对改进前后的1105柴油机的燃烧过程进行三维数值模拟,计算了两种不同燃烧室的缸内气相流场及其燃烧的温度场和压力场,并进行了对比分析.试验结果表明,模拟计算值与实测值基本吻合,改进后的盆形燃烧室的1105柴油机有更好的动力性和燃油经济性.表明在模拟精度达到一定水平时,发动机缸内燃烧过程的三维仿真计算可用来降低产品的研制周期和费用,是一种有效的研究和设计手段.【总页数】5页(P50-54)【作者】杨靖;肖明伟;崔东晓;邓帮林;周剑【作者单位】湖南大学,机械与汽车工程学院,湖南,长沙,410082;湖南大学,机械与汽车工程学院,湖南,长沙,410082;湖南大学,机械与汽车工程学院,湖南,长沙,410082;湖南大学,机械与汽车工程学院,湖南,长沙,410082;湖南大学,机械与汽车工程学院,湖南,长沙,410082【正文语种】中文【中图分类】TK421.2+;TP391.9【相关文献】1.柴油机缸内三维动网格和流场数值模拟程序开发 [J], 刘晓刚;明平剑;张格健;张文平2.柴油机缸内辐射换热三维数值模拟 [J], 付丽荣;张文平;明平剑;罗跃生3.缸内直喷式汽油机工作过程三维数值模拟 [J], 胡军军;周龙保;黄勇诚;黄震4.缸内直喷汽油机工作过程三维数值模拟 [J], 谭文政;冯立岩;张春焕;田江平;隆武强;李骏;李金成;宫艳峰5.柴油机缸内工作过程的数值模拟 [J], 施爱平;叶丽华;燕明德;丁仲毅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

小缸径直喷柴油机喷雾与燃烧三维数值模拟魏 强1,尹必峰1,刘胜吉1,徐 毅2,王伟峰2,庄华良2,韦锦祥2(1.江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江 212013;2.常柴股份有限公司,江苏常州 213002)摘要:应用CFD 软件对一台小缸径增压中冷柴油机进行了喷雾燃烧数值模拟,得到了详细的喷雾发展形态、燃油浓度分布和燃烧过程温度场、有害排放物分布等重要信息,为燃烧室结构优化设计和与油嘴匹配奠定基础。

计算结果表明,计算示功图与实测值吻合较好;喷油阶段,油束存在碰壁现象,燃烧室凹坑底部燃油浓度较高;随着活塞下行,锥台与凹坑连接处空气运动较弱,燃油浓度较高,同时NO x 与Soot 生成与混合气浓度、空气运动、温度有密切联系。

关键词:柴油机;燃烧室;喷雾;燃烧;数值模拟中图分类号:U 464.11+4 文献标识码:A 文章编号:1006-0006(2007)03-0046-03Three dm i ension Nu meri c al S m i ul a ti o n of Spray andCo mbusti o n o f D ..I D i e sel Engi n e w ith Small Cylinder BoreW EI Q i ang 1,YI N B i f eng 1,LIU Sheng ji 1,XU Yi 2,WANG W ei feng 2,Z H UAN G H ua liang 2,WE I J in x iang2(1.Schoo l o f A uto m oti v e and T ra ffi c Eng i neering ,Jiangsu U n i versity ,Zhenji ang 212013,Ch i na ;2.Chang chai Co .L td ,Changzhou 213002,Ch i na)Abstr ac:t CFD so ft wa re is appli ed for s i m u l a tion o f spray and co m busti on of a s ma ll cy li nder D.I .diese l w it ht urbocharg i ng and i n tercoo ling .The i m portant i nfor m ation such as spray ing evoluti on ,space d i str i buti on ,temperature fie l d and har m ful em issi on d i str i bution i n deta il gets by nu m erica l si m ulation l a i d the foundati on for opti m u m design o f combusti on and m atch i ng w ith t he i njector .It s found the si m ulated i ndicator d i ag ra m ta lliesw e llw it h the exper i m enta l one ;In t he prog ress of i n jecti on ,f ue l spray i m p i nge m en t on cha mber happened and t he f ue l concentration at the bo ttom o f the cha m ber is h i gher ;as t he movement o f the p iston ,t he a ir fl ow at the connec ting area of the tape r convex ity and concave pit i s wo rse and a lso the f ue l concentration at th i s area is hi gh .The for m ation ofNO x and soo t is c l osed re lated w ith t he m i x t ure concentration ,a i r fl ow,te m perature and so on .Key wor ds :D i ese l eng i ne ;Combustion cha mber ;Spray ;Co m busti on;Num erical si m ulation 内燃机缸内数值模拟经历了零维、准维、多维三个发展阶段。