对置气缸对置活塞(OPOC) 扫气效率研究-毕业设计

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1、摘要对置气缸对置活塞(OPOC)二冲程柴油机是一种不同于传统发动机的新型内燃机，具有结构简单、总体轻量化、功率密度高等特点。本文基于双对置二冲程柴油机直流扫气过程流动特点，建立了该发动机扫气过程瞬态流动三维计算流体动力学(CFD)仿真模型,应用AVLFIRE软件对该发动机额定工况(功率160kW，转速2500r/min)下的扫气过程进行了仿真研究,结果显示该工况下发动机扫气效率可达96%。通过对扫气过程不同时刻流场分析，可以得到发动机不同时刻缸内气体组成成分和运动速度分布规律，从而为有效提高该发动机扫气质量提供可靠的依据，以

2、达到控制其扫气效率和扫气质量的目标，为高性能OPOC发动机的设计提供参考依据。关键词：对置气缸对置活塞(OPOC)扫气效率扫气仿真直流扫气AbstractOpposedcylinderopposedpiston(OPOC)two-strokedieselengineisadifferentfromthetraditionalengineofnewtypeinternalcombustionenginehassimplestructure,lightoverallweightandhighpowerdensitycharact

3、eristics.Inthispaper,Basedondoubletwo-strokedieseldirectoppositescavengingprocessflowcharacteristicsoftheengineestablishedscavengingprocessthree-dimensionaltransientflowcomputationalfluiddynamics(CFD)simulationmodel,applicationsoftwareAVLfireratedoperatingcondition

4、softheengine(power160kW,thescavengingprocessspeed2500r/min)undersimulated,theresultsshowthattheconditionoftheenginescavengingefficiencyupto96%.Throughflowatdifferenttimesonthescavengingprocessanalysis,canbeobtainedatdifferenttimesoftheenginecylindergascompositionan

5、dvelocitydistributionofthecomposition,soastoprovideareliablebasisforeffectivescavengingoftheenginetoimprovethequality,inordertocontrolitsscavengingefficiencyandsweepairqualityobjectives,toprovidereferenceforthedesignofhigh-performanceengineOPOC.Keywords:opposedpist

6、onopposedcylinder(OPOC)scavengingefficiencyscavengingsimulationuniflowscavenging第一章绪论31.1课题研究的背景及意义31.2国内外研究现状及发展趋势41.2.1二冲程柴油机换气过程数值模拟的现状41.2.2对置气缸对置活塞二冲程柴油机的发展现状71.3双对置发动机的概念9第二章OPOC发动机结构特点及优势和运动分析102.1OPOC发动机的结构102.2OPOC发动机的结构特点及优势112.2.1可控直流扫气112.2.2轻量化且高功率密度11

7、2.2.4良好的平衡性和缓振性132.2.5扁平燃烧室，侧喷射燃烧142.3对双对置结构布置形式的发动机进行运动分析152.3.1活塞运动规律152.3.2结果分析172.4本章小结182.4.1OPOC发动机的结构特点及优势18第三章扫气过程的研究193.1扫气过程基本形式193.2扫气效率的影响因素203.3OPOC发动机的扫气过程213.4本章小结22第四章双对置二冲程柴油机扫气过程的三维仿真分析224.1模型建立与网格的划分224.1.1三维模型的建立224.1.2体网格的划分234.1.3动网格的生成254.2求解

8、器的设置264.2.1运行模式的设置264.2.2边界条件的设置264.2.3初始条件的设置294.2.4控制方程304.3双对置二冲程柴油机扫气过程仿真结果分析304.3.1扫气效率分析304.3.2缸内气流流动分析334.4本章小结35第五章总结355.1OPOC发动机研究背景及发展现