柴油机燃烧的动力学特性模拟研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究的目的和意义

柴油机即柴油发动机，是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。它是由德国工程师鲁道夫.狄塞尔（rudolfdiesel）于1892年发明的，至今已有一百多年的历史，被广泛地应用于工业、农业、交通、军事等各个领域，在推动人类文明的发展方面起到了重要的作用。随着燃烧噪声控制的日益严格及能源供应的日益紧张，对柴油机的燃烧噪声提出了更高的要求。柴油机缸内燃烧过程是其燃料化学能向机械能转换过程的反映。对柴油机缸内的燃烧状况进行监测和控制，有利于提高内燃机的使用水平，保持其良好的使用状态，这对于柴油机的减振降噪都有重要的实用意义。

柴油机燃烧过程是一个极其复杂、多变的物理、化学过程，而燃烧过程与燃烧噪声的产生有着密切的关系和内在规律。因此要研究燃烧噪声的产生机制及其影响因素，就必须对燃烧机理进行深入了解。不过因为柴油机在燃烧中表现的动力学特性，不仅与柴油机燃烧过程本身有关，还与柴油机缸内气流运动过程有关。现在实验法是研究柴油机燃烧过程的常用方法，但是实验研究有时不能明确得出实验现象的因果关系，而且相关器材有一定成本和技术要求，受限较多，因此通过模拟研究无疑是一种行之有效的方式。奥地利avl公司的fire软件，可以不受试验条件的限制，模拟一些难以测量的物理量，深入了解燃烧机理。通过fire的模拟功能，以至对柴油机燃烧过程做预测性的研究，缩短科研周期，极大方便了与燃烧相关的后续研究，这将具有重要意义。本毕业设计的目标是以6l1624柴油机为研究对象，基于fire分析软件，对该柴油机缸内气流运动过程和燃烧过程进行数值模拟，深入了解缸内燃烧机理和燃烧噪声的产生机制及其影响因素，得到不同曲轴转角下缸内流场、温度场分布情况参数等，为柴油机燃烧噪声的理论计算提供依据。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容是以6l1624柴油机为研究对象，以奥地利avl公司的fire分析软件为研究平台，对该柴油机缸内气流运动过程和燃烧过程进行数值模拟，深入了解缸内燃烧机理和燃烧噪声的产生机制及其影响因素，得到不同曲轴转角下缸内流场、温度场分布情况，为柴油机燃烧噪声的理论计算提供依据。通过搜集文献资料并阅读，学习柴油机燃烧、振动、噪声的基本理论，在理解并掌握一定专业知识的基础上，能够对柴油机燃烧模拟研究进行分析。首先通过pro/e软件对6l1624柴油机的燃烧室进行几何建模，再针对柴油机的具体运行过程，用fire软件对该柴油机的燃烧过程进行数值模拟，得到参数分布变化；最后计算燃烧噪声，研究燃烧噪声的产生机制并分析其影响因素。方案如下：

1）通过三维绘图软件 pro/engineer建立柴油机燃烧室的几何模型；

2）完成划分网格，设定边界条件，设定工质物性，设计计算内容，设定控制参数，运用fire分析软件建立柴油机缸内气流运动过程和燃烧过程的仿真模型，再对柴油机不同曲轴转角下缸内动力学过程进行数值模拟，得到不同曲轴转角下缸内流场、温度场分布情况；

3. 研究计划与安排

为了有计划的安排时间，并能在本学期规定时间有序高效的完成毕业设计工作，制定了以下工作进度表：

第一周：调研，搜集国内外在本毕业设计领域的最新进展、文献、资料及书籍。

第二周：阅读文献、书籍及资料，对外文文献进行初步翻译。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王宇琳.柴油机缸内气流运动模拟[d].昆明理工大学,2002.

[2]马万福.基于有限元法的内燃机机体振动分析与噪声预测研究[d].天津大学，2005.