G4135柴油机燃烧过程数值模拟的研究.PDFVIP

第２１卷第１期 江 苏 科 技 大 学 学 报（自然科学版） Ｖｏ１２１ Ｎｏ１ 　 ２００７年２月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）　 Ｆｅｂ．２００７ 　　　　　　 文章编号：１６７３－４８０７（２００７）０１－００７０－０５ Ｇ４１３５柴油机燃烧过程数值模拟的研究 朱丽丹，聂宇宏 （江苏科技大学 机械与动力工程学院，江苏 镇江２１２００３） 摘　要：采用三维ＣＦＤ软件，以Ｇ４１３５直喷式柴油机为对象，运用多维燃烧模型，对缸内燃烧过程进行 数值模拟。计算了不同曲轴转角下的气体速度、压力、温度、氧气浓度和碳烟浓度等，计算所得数据与相 关文献相吻合。结果表明ＦＬＵＥＮＴ所提供的燃烧模型可以作为预测柴油机缸内燃烧的一种有效手段， 并为进一步研究同类型柴油机的燃烧性能提供了依据。 关键词：燃烧；柴油机；数值模拟 中图分类号：ＴＫ４１１２　　　　　　　　文献标识码：Ａ ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎＤｉｒｅｃｔＩｎｊｅｃｔｉｏｎ ＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅＴｙｐｅＧ４１３５ ＺＨＵＬｉｄａｎ，ＮＩＥＹｕｈｏｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇ．，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｅｎｊｉａｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１２００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｙｕｓｉｎｇｔｈｅＦＬＵＥＮＴｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆａｄｉｒｅｃｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｔｙｐｅ Ｇ４１３５ｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｔｏｕｒｓ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｏｕｒｓａｎｄｔｈｅｓｏｏｔ ｄｅｎｓｉｔｙａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｒｅｓｕｌｔｓｗｈｉｃｈａｒｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙｏｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｖｅｒｙｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｏｌｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｄｉ ｒｅｃｔｉｎｊｅｃｔｉｏｎｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；ｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ０　引　言 燃烧过程对内燃机性能的影响至关重要，长期以来，试验是研究燃烧的主要手段。但实验研究存在 很大的局限性。随着计算机的广泛使用，使得内燃机燃烧数值模拟成为可能。与试验相比，运用 ＣＦＤ 软件对发动机工作过程进行模拟计算，不仅能够提供试验研究不可能提供的信息，而且花费少、周期短、 运用性强、效果明显［１］，并能充分反映结构参数以及几何形状的影响，有关参数的获取、分析与试验相 比要来得简单迅速。回顾整个研究历程，内燃机燃烧模型可以分为零维、准维和多维模型三大类。一般 来说，零维和准维模型都不能从本质上反应其机理，也不能对发动机性能做出完善的分析和预测，要完 成这些任务，只能借助于多维模型。建立在 ［２］ ＣＦＤ基础上的多维燃烧数值模拟与实验有机结合 ，正成 收稿日期：２００６－０７－０６ 作者简介：朱丽丹（１９８１－），女，江苏南通人，江苏科技大学硕士研究生。 第１期　　　　　　　　　　朱丽丹等：Ｇ４１３５柴油机燃烧过程数值模拟的研究 ７１ 为发动机现代设计和研究方法发展的主流。目前，公开发表的用ＦＬＵＥＮＴ软件对缸内燃烧过程模拟的 文献还未看到。本文采用ＦＬＵＥＮＴ软件所提供的湍流模型、喷雾模型、组分运输模型和延迟燃烧模