柴油机缸内流动及喷雾燃烧特性的三维数值模拟研究的中期报告中期报告1.研究背景和意义柴油机是目前世界上使用最广泛的内燃机之一，其燃料经济性、功率密度等性能优异，已成为许多交通工具和机械设备的主要动力源。柴油机的关键技术之一是燃烧过程的优化，直接关系到柴油机性能的提升和排放的减少。传统的柴油机燃烧过程主要依靠喷油系统将燃料喷入缸内，然后经过一系列复杂的化学反应进行燃烧。喷油系统的优化可以改善燃烧效率，降低排放，进而提高柴油机的性能。而喷油系统的优化需要深入了解喷油过程和燃烧过程，因此，对柴油机缸内流动和喷雾燃烧特性的研究是非常重要的。数值模拟是研究柴油机缸内流动和喷雾燃烧特性的重要手段之一。通过数值模拟可以深入了解柴油机缸内流动和喷雾燃烧过程中的细节，进而实现喷油系统的优化，提高柴油机性能。2.研究内容和进展本项目旨在对柴油机缸内流动和喷雾燃烧特性进行三维数值模拟研究，具体内容包括：（1）建立柴油机缸内三维数值模型，包括喷油系统、缸盖、活塞、气缸壁等关键部件。（2）开发相应的计算流体力学（CFD）计算程序，对柴油机缸内流动和喷雾燃烧进行模拟。（3）选择适当的模拟方法和界面条件，在不同转速、负荷条件下模拟柴油机缸内流动和喷雾燃烧过程。（4）分析研究结果，深入探讨缸内流动和喷雾燃烧特性变化的规律和影响因素。截至目前，我们已经完成了以下工作：（1）建立了柴油机缸内三维数值模型，包括进气道、气缸、喷油系统、缸盖、活塞、气缸壁等，并验证了模型的准确性。（2）开发了基于OpenFOAM的数值模拟程序，并进行了初步验证。程序采用了基于时域分解的显式求解方法，具有较高的计算效率和准确性。（3）初步模拟了柴油机缸内流动和喷雾燃烧过程，并分析了模拟结果。模拟结果表明，柴油机缸内流动和喷雾燃烧过程的形态和特性随着转速和负荷的变化而发生了明显的变化。3.下一步工作计划（1）优化数值模拟程序，提高求解精度和计算效率。（2）进一步模拟不同转速和负荷下的柴油机缸内流动和喷雾燃烧特性。（3）研究喷油系统参数对柴油机缸内流动和喷雾燃烧特性的影响。（4）深入分析模拟结果，探讨喷油系统优化的途径和方法。4.参考文献[1]Zhao,F.,Lai,M.C.,Harrington,D.L.etal.EmissioncharacteristicsofaDIdieselengineoperatingonDME[J].SAETechnicalPaper,1994,941795.[2]Yang,Y.,Xie,H.,Gu,F.etal.Effectsofinjectionstrategiesonsprayandcombustioncharacteristicsinadieselengineusinglargeeddysimulation[J].Fuel,2018,222,215-228.[3]Amrouche,N.,Cavadias,S.,Harmand,S.Numericalstudyoftheinfluenceoffuelinjectionparametersonsootformationinadieselengine[J].EnergyConversManag,2010,51(1),74-82.