科学通报
科學通報
과학통보
CHINESE SCIENCE BULLETIN
2007年
5期
602-607
,共6页
张辉亚%张煜盛%肖合林%徐波
張輝亞%張煜盛%肖閤林%徐波
장휘아%장욱성%초합림%서파
液滴碰撞算法%气液相间耦合%喷雾模拟精度%喷雾结构%平均液滴尺寸%喷雾贯穿距
液滴踫撞算法%氣液相間耦閤%噴霧模擬精度%噴霧結構%平均液滴呎吋%噴霧貫穿距
액적팽당산법%기액상간우합%분무모의정도%분무결구%평균액적척촌%분무관천거
燃油喷雾是直喷式发动机燃烧的关键过程,喷雾模拟的精度决定了燃烧计算的可靠性.然而,在KIVA和商业CFD代码中,传统喷雾模拟技术对网格精度非常敏感.因而,预测的发动机性能和排放依赖于计算网格.导致这个问题的两个主要原因是液滴碰撞算法和气液相间耦合.为了提高喷雾模拟精度,采用交错网格液滴碰撞(CMC)算法和气相速度插值算法对原始KIVA代码进行了修正.在定容燃烧室和直喷式柴油机条件下,分别从喷雾结构、预测平均液滴尺寸和喷雾贯穿距三个方面检验了改进KIVA代码对喷雾模拟精度的改善.结果表明,网格依赖性显著降低.通过这些改进,喷雾结构的失真现象消失.在定容燃烧室计算中,预测的平均液滴尺寸的不确定性从30 μm减小到5 μm;在发动机模拟中,这种不确定性进一步减小到2 μm.在中等和精细网格条件下,发动机模拟预测的喷雾贯穿距也获得了较好的一致性.
燃油噴霧是直噴式髮動機燃燒的關鍵過程,噴霧模擬的精度決定瞭燃燒計算的可靠性.然而,在KIVA和商業CFD代碼中,傳統噴霧模擬技術對網格精度非常敏感.因而,預測的髮動機性能和排放依賴于計算網格.導緻這箇問題的兩箇主要原因是液滴踫撞算法和氣液相間耦閤.為瞭提高噴霧模擬精度,採用交錯網格液滴踫撞(CMC)算法和氣相速度插值算法對原始KIVA代碼進行瞭脩正.在定容燃燒室和直噴式柴油機條件下,分彆從噴霧結構、預測平均液滴呎吋和噴霧貫穿距三箇方麵檢驗瞭改進KIVA代碼對噴霧模擬精度的改善.結果錶明,網格依賴性顯著降低.通過這些改進,噴霧結構的失真現象消失.在定容燃燒室計算中,預測的平均液滴呎吋的不確定性從30 μm減小到5 μm;在髮動機模擬中,這種不確定性進一步減小到2 μm.在中等和精細網格條件下,髮動機模擬預測的噴霧貫穿距也穫得瞭較好的一緻性.
연유분무시직분식발동궤연소적관건과정,분무모의적정도결정료연소계산적가고성.연이,재KIVA화상업CFD대마중,전통분무모의기술대망격정도비상민감.인이,예측적발동궤성능화배방의뢰우계산망격.도치저개문제적량개주요원인시액적팽당산법화기액상간우합.위료제고분무모의정도,채용교착망격액적팽당(CMC)산법화기상속도삽치산법대원시KIVA대마진행료수정.재정용연소실화직분식시유궤조건하,분별종분무결구、예측평균액적척촌화분무관천거삼개방면검험료개진KIVA대마대분무모의정도적개선.결과표명,망격의뢰성현저강저.통과저사개진,분무결구적실진현상소실.재정용연소실계산중,예측적평균액적척촌적불학정성종30 μm감소도5 μm;재발동궤모의중,저충불학정성진일보감소도2 μm.재중등화정세망격조건하,발동궤모의예측적분무관천거야획득료교호적일치성.
