柴油机进气系统特性仿真及测试技术研究
目前,随着科技的进步和社会的发展,现代人对节能环保等问题越来越重视,对于全球范围内应用最广的动力机械柴油机来说,降低耗能和排放已经成为其研究的重点方向。我国内燃机研究水平还相对不高,在使用中对环境造成了很大的污染。优化柴油机的进气系统,是提高燃烧效率,降低排放的重要手段。近年以来,随着计算机数值模拟仿真技术的不断发展,理论数学模型更加完善,各种CFD流体力学软件功能日渐强大,被越来越广泛的应用在柴油机流场的分析研究中。同时随着现代测试技术的发展,如激光多普勒测速技术,粒子图像技术也被应用在柴油机进排气流场的研究中。本文也是基于流体力学仿真和激光测速技术对柴油机的进气流场特性进行研究分析。 从流体力学的角度,根据AVL-FIRE软件的特点和课题的要求,介绍了流体力学中的相关理论以及各类气体运动控制方程的原理,湍流模型的分类和选择,控制方程的离散和求解,确定了模拟计算的算法。利用CATIA软件建立计算模型,根据AVL的气道评价方法,计算出柴油机不同气门升程下的进气道缸内流场,得到了不同升程下柴油机的流量系数和涡流比,并对流场进行了分析。 基于数值模拟计算的基础,将一种现代测试技术激光多普勒测速引入到对柴油机进气流场的研究这个领域,分析了LDV技术相比其他测速技术的优势,介绍光的多普勒效应和微粒光散射理论和多普勒频移理论,为后续设计光路提供理论依据。分析激光测速原理,并明确了采用双光路-双散射光路作为实验光路。搭建出一套采用固体激光器基于后向散射方式的激光多普勒测速系统,同时加入了声光调制器作为频移装置,实现了对速度方向的辨别,并对柴油机进行初步的可视化改造。
柴油机;进气系统;仿真分析;CFD流体力学;测试技术
哈尔滨工程大学
硕士
动力机械及工程
马修真
2013
中文
U664.121
72
2014-04-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）