文档介绍：⋯~氛以茗咋—【:学位论文版权使用授权书扣【暌自耭汐日本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口,在年解密后适用本授权书。学位论文作者签名:不保密团。谀月日
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董非考虑沸腾传热的内燃机流一固耦合及热负荷问题的数值模拟与应用研究博士学位论文王堂埴±一专业名称申请学位级别麴力扭越王程论文提交日期里菰唬畚拇鸨缛掌嫌闱学位授予单位和日期江蕴太堂生且年月答辩委员会主席评阅人分类号卫丝密级公五柜箍裃垒鲤鱼鱼豪编号
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摘要内燃机传热全仿真模拟与试验研究。本文在冷却液的沸腾传热、流一固耦合传热以及受热零部件的热一机械耦合应力分析等方面展开大量细致的研究工作,主要采用直接耦合法建立了柴油机机体—缸盖—缸套—缸垫一冷却水腔的三维流一固耦合模型。提出了利用内燃机工作过程仿真和台架性能试验相结合的方法来确定流一固耦合传热计算时燃气侧的传热边界条件。分别进行了了内燃机流一固耦合传热分析的建模方法、所采用的数学模型牧髂P汀⒎刑【裼突饕还恬詈洗燃扑憬峁云渌唤峁菇杏呕慕岢鋈指随着现代内燃机强化程度的提高,零部件的工作环境越来越恶化,因此对强化内燃机中流动、传热与热负荷的研究需求也日益增多。为了深入地研究内燃机中的流动、传热及零部件的热负荷问题,本文以柴油机为研究对象,将缸内传热、受热零部件导热及冷却系统的流动与传热过程整体耦合在一起进行了内容如下:从单相流治龀龇⒀芯苛肆街质屎夏谌蓟淙此荒诹鞫刑传热计算的思路:分区描述法和叠加计算法。提出了基于分区描述法的沸腾模型和沸腾模型欢曰诘蛹扑惴ǖ腃刑谀P秃虰沸腾模型进行了修正处理。将这些沸腾传热模型以用户子程序的方式嵌入到商用砑疶中,从而实现了对内燃机冷却水腔内复杂传热过程更为精确的模拟。利用沸腾传热子程序对简化的缸盖鼻梁区水腔流道进行沸腾传热计算,并与试验结果进行对比分析,得出了用于冷却水腔内沸腾传热计算的最佳数学模型组合,从流动参数和结构参数两方面分析了影响沸腾传热性能的主要因素,为合理地评价与设计内燃机冷却水腔的结构提供理论依据。考虑沸腾传热和不考虑沸腾传热的计算,得到了冷却水腔内速度、压力、传热系数以及主要受热零部件的温度分布情况。通过对比分析可知,沸腾传热因素对冷却水腔内流动和压力分布的影响很小,但对水腔内的传热影响较大,不可忽略。通过对柴油机的温度场实测数据与模拟结果进行比较,验证传热模型等约氨呓缣跫拇矸椒ǖ目尚行院妥既沸浴T诖嘶∩希
析法下质荽ǖ莸姆椒ǎ7⒘薈软件仍仃胗邢拊7治鋈砑嗀阐述了内燃机热一机械耦合应力分析的主要数值解法,提出弱耦合分建立了机体—缸盖—缸垫一缸套一飞轮壳一主轴承盖一各紧固螺栓的关键词:内燃机,沸腾传热,冷却水腔,流一固耦合,有限元分析,热一机械耦进方案并进行模拟计算,其中改进方案钪毡蝗范ㄎ=衔@硐氲母慕桨浮之间的接口程序,以实现稳态温度场的映射过程。柴油机组件有限元模型,并采用体映射法将考虑沸腾传热的稳态温度场结果映射到该有限元模型中。分别计算了柴油机组件在预紧和工作工况下的应力与变形情况。预紧工况下钢质气缸垫的压力分布结果与试验结果吻合较好,证明了该组件有限元模型的准确性。在此基础上,提出了一系列新的用于评价气缸套、机体等零部件变形的评价指标,利用这些评价指标对受热零部件在机械载荷和温度载荷共同作用下的应力与变形情况进行了详细的分析。计算结果表明,由温度载荷引起的热应力对柴油机结构强度和刚度有着很大的影响。合应力江苏大学博士学位论文:考虑沸腾传热的内燃机流一固耦合及热负荷问题的数值模拟与应用研究Ⅱ