文档介绍：学位论文的主要创新点一、在对三维冷却水套结构模型划分网格时,对缸体水套、缸盖水套和缸垫采取了单独划分的方式,然后利用arbitrary connect将这三部分连接起来。这样做的好处是在对改进后的模型网格划分时,只须重新划分缸体水套网格,节省了网格划分时间。二、在对冷却水套进行CFD计算时,利用Fire里的CFD—FEM模块输出了缸盖水套表面的温度和换热系数,为缸盖的有限元计算提供了精确的冷却液侧热边界。三、利用一维发动机性能仿真软件Boost,建立了性能仿真模型, 计算出缸内温度和换热系数随曲轴转角的曲线关系,进而获得缸盖燃气侧热边界,为缸盖热分析提供了相对比较精确的边界条件。摘要冷却水套是柴油机传热过程的重要环节,水套内冷却介质的三维流动直接影响柴油机冷却系统的工作能力;尤其对高强化多缸柴油机,保持各缸冷却的均匀性十分重要。内燃机中最易出故障的零件是处于高温、高压、强腐蚀环境中工作的缸盖, 其冷却水套的冷却能力影响着自身的强度和可靠性水平。通过CFD方法获得整个冷却水套的流场并结合有限元软件对气缸盖进行强度和可靠性分析,已成为当今发动机改进及设计的重要分析手段。本文利用CAD软件Pro/E建立了柴油机水套模型,在此基础上应用CFD软件 Fire,对该柴油机冷却水套进行了流场分析。通过对冷却水套的二维CFD数值模拟, 得到了水套的速度场、温度场、换热系数和压力分布等信息,模拟结果表明:缸体水套各缸间冷却液流速分布不均,缸盖水套存在局部冷却不足的现象,需要进一步优化。为了验证模拟结果的准确性,本文通过水流试验测量了冷却液温度和水套进出口压降,与模拟结果较为接近。根据分析结论,有针对性的对水套结构提出了两种改进方案。通过对改型方案模型计算并与原方案进行比较,确定了满足冷却要求的最佳设计方案。最后,本文对气缸盖进行了流固耦合数值模拟分析,利用Fire计算出的缸盖水套温度和换热系数作为缸盖热负荷分析的冷却液侧边界条件,利用一维发动机性能仿真软件Boost获得缸盖燃气侧加权平均的温度和换热系数,通过计算得到缸盖热应力分布,结果表明,缸盖最大热应力集中在热负荷、温差较大的区域,最大热应力低于抗掩强度。关键字:柴油机冷却水套模拟分析热负荷流固耦合 Abstract Coolingjacket ofDieselengine is animportant part oftheprocess ofheattransfer, thethree-dimensional flow ofcoolantdirectly affectstheengine cooling system efficiency;maintaining thecylinderscoolinguniformity isimportant inparticular forthe high—enhanced multi—cylinder mostvulnerable ponents bustion engine iscylinder headwhich works inhigh-temperature,high pressure,and strong corrosive environment,consequently theperformance ofthecooling jacket have a strong impact on cylinder head’S strength the coolant flowfield bination withfiniteelement software forCylinder Head strength andreliability e themajor engine improvements and design ofanalytical tools. Inthispaper,a water jacket has been established fordieselengine by PRO/E, calculated with CFD software“Fire”for getting theflow field on to three—dimensional CFD numerical simulation,the information on flowfield has been provided,such asdistribution ofheattransfercoefficient,temperaturefield,and pressure losses ofengine water simu