基于非结构动网格的内燃机瞬态流场仿真

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongxuw
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数值模拟作为一种有效的分析设计方法已广泛应用于内燃机的结构设计及性能分析中,然而现行的内燃机三维仿真分析软件大多来自国外,国内自主研发的相对较少。因此开发拥有源代码和独立知识产权的通用CFD计算软件,将可以摆脱国外商业CFD软件的束缚,具有重要意义。内燃机缸内瞬态流场仿真的关键技术主要包括运动网格处理、喷雾模型、燃烧及化学反应机理以及缸内流场数值求解方法等,其中处理好网格运动是一切物理模型应用的前提。本文基于所在课题组自主研发的通用输运方程求解器GTEA研究运动网格模型的实现算法,针对内燃机运动网格的需求提出解决方案,开发相应模块,实现内燃机运动网格,为内燃机瞬态流场的仿真奠定基础。首先研究了几种较为成熟的非结构动网格的基本原理及实现算法,包括网格局部重构算法、滑移网格算法及动态层算法,基于GTEA开发了相应的模块。其次将所开发非结构动网格模型与GTEA流场求解器相结合,实现对包含运动边界流场的仿真计算,并通过典型算例验证了所开发非结构动网格模型的准确及GTEA求解器对包含运动边界流场的求解能力。最后通过对非结构动网格的研究并结合内燃机内部流域的特点,提出了采用动态层模型及滑移网格模型相结合的方法即分块滑移动态层法来实现内燃机缸内瞬态工作过程模拟中的网格运动。基于上述思想,在GTEA中添加内燃机运动网格模型,进行内燃机瞬态流场的计算,实践证明了本文运动网格方法可以满足内燃机缸内瞬态流场仿真的需求。
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