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采用简化燃烧室研究柴油机缸内涡流的变化规律
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【电子电气评职论文】采用简化燃烧室研究柴油机缸内涡流的变化规律摘要：本文提出采用简化燃烧室的方法研究柴油机燃烧室结构参数对涡流比的影响规律。简化燃烧室之间的可比性更明显，结构参数的作用更直接。研究表明，缸内平均涡流比由流体平均旋转半径、角动量、以及摩擦耗散决定。上止点附近时，横截面上的平均涡流比除受上述三种因素影响外，还受燃烧室内涡环的影响，而涡环的强弱决定于活塞凹坑的开口形式；横截面切向速度分布因受涡环影响，而不能简单归结为刚体流与势流的组合。
关键词：涡流比；燃烧室；数值分析; 柴油机
0 前言
柴油机缸内气流运动对燃油空气混合、火焰传播以及污染物生成都具有直接影响，因此它一直是内燃机研究的一个重要方向。最近，Payri等人通过实验和计算方法研究了不同形状燃烧室内流场的形成及发展过程[1]，Horng-Wen Wu等人研究了压缩比和涡流比对缸内流场和壁面传热的影响[2]。Paul Miles等人研究了柴油机缸内大尺度流动和湍能的发展过程 [3]。为了进一步明确燃烧室形状对缸内流动的影响规律，本文提出采用简化燃烧室进行研究。本文提出的简化燃烧室排除了实际燃烧室边界形状的复杂性，使得燃烧室主要结构参数的可比性更直接，研究结论更明显。由于计算机技术的发展以及计算模型完善，当前数值方法已能够对缸内气流运动做出准确的模拟，所以本文运用数值模拟方法进行研究。为了使结果更可信，首先通过实验数据对计算模型进行了标定。
1． 计算模型及标定
k-ε模型是工程上应用最广泛、积累经验最多的湍流模型，虽然RNG k-ε模型在柴油机缸内流场模拟研究中得到了广泛认同[4-5]，但其与经过压缩修正的k-ε模型给出的结果并没有太大的区别[1]。因此，本文采用经过可压缩性修正的k-ε湍流模型。
研究表明[1]，进气过程缸内流场受气道影响较大，当进气门关闭后缸内流场很快趋于均匀。在压缩冲程初期，缸内涡流和湍流分布基本均匀，这时气道的影响仅表现在进气充量和缸
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