机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2011年
22期
167-173
,共7页
缸套%空化%计算流体力学%流场分析
缸套%空化%計算流體力學%流場分析
항투%공화%계산류체역학%류장분석
基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法应用动网格技术采用两相混合流体完整空化湍流模型,对某型柴油机气缸套主推侧的冷却水空化流进行非定常数值模拟.计算结果揭示缸套空蚀发生机理和冷却水流场特性变化,预测缸套冷却水的空化部位和程度.与缸套空蚀的统计结果对比,建立的数学模型是可靠的.结果表明,缸套附近流场的绝对压力和气相体积分数均具有周期性变化特性,且与缸套的振动周期一致.缸套附近冷却水空化流的流场特性不均匀.贴近变形最大的缸套壁区(缸套壁的中上区域)处流场压力和气相体积分数波动剧烈.此局部流场脉冲压力峰值达到约350kPa,气相体积分数在5.8％～0.4％波动.较强脉冲压力的作用导致此壁区空蚀严重.振动频率和振幅分别增大30％,变形最大壁区附近流场压力峰值分别增加55％和15％.进口流速和流向对冷却水空化特性有一定影响,最大变形壁区气相体积分数峰值随流场平均流速的增大而增加.缸套振动的加速度是影响冷却水空化流流场特性的关键因素.
基于計算流體動力學(Computational fluid dynamics,CFD)方法應用動網格技術採用兩相混閤流體完整空化湍流模型,對某型柴油機氣缸套主推側的冷卻水空化流進行非定常數值模擬.計算結果揭示缸套空蝕髮生機理和冷卻水流場特性變化,預測缸套冷卻水的空化部位和程度.與缸套空蝕的統計結果對比,建立的數學模型是可靠的.結果錶明,缸套附近流場的絕對壓力和氣相體積分數均具有週期性變化特性,且與缸套的振動週期一緻.缸套附近冷卻水空化流的流場特性不均勻.貼近變形最大的缸套壁區(缸套壁的中上區域)處流場壓力和氣相體積分數波動劇烈.此跼部流場脈遲壓力峰值達到約350kPa,氣相體積分數在5.8％～0.4％波動.較彊脈遲壓力的作用導緻此壁區空蝕嚴重.振動頻率和振幅分彆增大30％,變形最大壁區附近流場壓力峰值分彆增加55％和15％.進口流速和流嚮對冷卻水空化特性有一定影響,最大變形壁區氣相體積分數峰值隨流場平均流速的增大而增加.缸套振動的加速度是影響冷卻水空化流流場特性的關鍵因素.
기우계산류체동역학(Computational fluid dynamics,CFD)방법응용동망격기술채용량상혼합류체완정공화단류모형,대모형시유궤기항투주추측적냉각수공화류진행비정상수치모의.계산결과게시항투공식발생궤리화냉각수류장특성변화,예측항투냉각수적공화부위화정도.여항투공식적통계결과대비,건립적수학모형시가고적.결과표명,항투부근류장적절대압력화기상체적분수균구유주기성변화특성,차여항투적진동주기일치.항투부근냉각수공화류적류장특성불균균.첩근변형최대적항투벽구(항투벽적중상구역)처류장압력화기상체적분수파동극렬.차국부류장맥충압력봉치체도약350kPa,기상체적분수재5.8％～0.4％파동.교강맥충압력적작용도치차벽구공식엄중.진동빈솔화진폭분별증대30％,변형최대벽구부근류장압력봉치분별증가55％화15％.진구류속화류향대냉각수공화특성유일정영향,최대변형벽구기상체적분수봉치수류장평균류속적증대이증가.항투진동적가속도시영향냉각수공화류류장특성적관건인소.
