Исследование газодинамических процессов в дизелях для улучшения их характеристик

• Автор: Зенкин, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ В ДВИГАТЕЛЯХ

1.1. Актуальность численного моделирования

1.2. Моделирование газообмена ДВС

1.3. Методы решения уравнений газовой динамики

1.4. Программы численного моделирования

1.5. Области применения численного моделирования газодинамических процессов в двигателестроении
1.6. Экспериментальная доводка ГВТ
1.7. Современные проблемы моделирования газодинамики

ГЛАВА 2. МЕТОД КРУПНЫХ ЧАСТИЦ (МКЧ)
2.1. Общая характеристика МКЧ
2.2. Описание базового представления МКЧ
2.3. Учет диссипативных явлений
2.4. Модифицированный неявный МКЧ с применением представления о наклонных секущих
2.5. Граничные условия
2.6. Алгоритм расчета подвижных границ
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «К'БР»
3.1. Описание программного комплекса
3.2. Описание форматов файлов
3.3. Расчетное ядро
3.4. Сравнение с коммерческими продуктами

ГЛАВА 4. ПРОВЕРКА ПРИМЕНИМОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ГАЗООБМЕНА В ПД
4.1. Определение коэффициентов расхода впускных окон
4.2. Продувка впускного патрубка двигателя 4Д56
4.3. Продувка впускных каналов крышки цилиндра
двигателя 4Д56
4.4. Численное моделирование газообмена одноцилиндровой установки ОДЮО
4.5. Численное моделирование газообмена двигателя
Зульцер
4.6. Численное моделирование газообмена двигателя
Г етаверкен
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ ВПУСКНОГО ТРАКТА НА КОЭФФИЦИЕНТ РАСХОДА ВПУСКНЫХ 0К011
5.1. Постановка задачи
5.2. Результаты исследования
ГЛАВА 6. ПРОФИЛИРОВАНИЕ ВЫПУСКНЫХ КАНАЛОВ В КРЫШКЕ
ЦИЛИНДРОВ ДВИГА ТЕЛЯ Д500
6.1. Метод статических продувок
6.2. Методика численного эксперимента
6.3. Обоснование выбора базового подъема клапана
6.4. Анализ базовой геометрии каналов в крышке цилиндра
6.5. Выбор геометрии седла клапана
6.6. Формализация геометрии каналов
6.7. Влияние схемы слияния дальнего и ближнего каналов
на расход через крышку
6.8. Выбор вертикального профиля оси
4
6.9. Выбор формы бобышки
6.10. Выбор горизонтального профиля оси дальнего канала
6.11. Выбор площади и формы выходного сечения
6.12. Анализ влияния диффузорносги начального участка
на течение в канале
6.13. Расчет нестационарного действительного процесса выпуска
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение I. Результаты расче та двигателя Д500
(12426.5/31) в программном комплексе Дизель-РК

диапазоне режимов работы двигателя достигаются сочетанием тангенциальных и винтовых каналов [13, 16].
Несмотря на то, что данные результаты были успешно получены экспериментальным путем, в связи с увеличением производительности и доступности вычислительной техники, методы СРР начинают преобладать над традиционными методами разработки и исследования, и сейчас методы компьютерного моделирования стали одним из привычных инструментов разработчика и исследователя две.
1.7. Современные проблемы моделирования газодинамики ДВС В целом, несмотря на существенное развитие, которое претерпело численное моделирование поршневых двигателей за последние годы, в данной области остаются нерешенными еще большое число проблем, которые определяют актуальность проводимых в данном направлении работ.
К таким проблемам относится:
- недостаточная точность расчетных методов, обуславливаемая массой открытых вопросов, касающихся моделирования турбулентности, применимости расчетных сеток и других особенностей численных алгоритмов;
- низкая скорость вычислений, особенно для нестационарных задач.
Отметим, что для решения данных вопросов необходим доступ к исходным кодам программных алгоритмов, что при использовании коммерческого программного обеспечения затруднено или вовсе невозможно. Последние могут применяться с успехом для решения прикладных практических задач, но полноценное развитие направления моделирования двигателей возможно только с применением собс твенного СРВ-кода.
На основании анализа существующих проблем в области газовой динамики ДВС были сформулированы задачи настоящей работы:
1. Провести дальнейшее усовершенствование разработанного на кафедре «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана программного комплекса М>Г, предназначенного для моделирования нестационарного про-