CN115828776A - 基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估方法、装置、设备及介质 - Google Patents
基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估方法、装置、设备及介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法、设备及介质,提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数,建立三维缸内全模型,输出面网格;导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件,并对动网格进行区域划分;对动网格进行求解设置,提交CFD计算;计算完成后,进行数据处理及分析,本发明可以在直喷汽油机前期设计开发阶段,评估缸内气流运动组织水平,在保证分析准确性的同时,缩短了分析时间。
Description
技术领域
本发明涉及汽油机缸内流动分析领域,具体涉及一种汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法、装置、设备及介质。
背景技术
直喷汽油机在经济性、排放性上相较传统气道喷射直喷汽油机有着较大优势,是近年国内发动机研发的热门项目。基于缸内直喷式汽油发动机技术的特点,设计工程师需要重点关注其气道、燃烧室、喷嘴等燃烧系统关键零部件的整体设计匹配,否则难以达成节油减排的最终目标。其中,进气道结构的设计选型与优化,对缸内气流运动的组织与滚流的形成有着直接且显著的影响作用;缸内燃烧室及活塞顶部的设计选型与优化,对该滚流的形成与维持均有明显影响。
针对设计研发过程中的大量关键零部件方案及其匹配方案,以往通常需要通过大量台架实验进行测试筛选。随着计算机硬件和软件技术的飞速发展,借助计算机建模仿真手段,能够进一步深入研究直喷汽油机缸内的气流运动过程,提高气流组织形式,开拓或研发新的技术途径和技术方案。应用计算机仿真技术对发动机缸内流动过程进行仿真研究,有助于提升进气道和燃烧室等燃烧系统关键零件正向设计能力,提高设计研发效率,缩短开发周期,这对研发新型高效率发动机机,研究进气过程及气流运动组织,及进一步深入研究燃烧模式、燃烧特性等有着重要的意义。
通过应用专业的发动机计算流体动力学(CFD)分析软件,对直喷汽油机缸内流动、湍动能、滚流的形成过程、滚流的维持等进行系统化建模与模拟分析,能够直观地分析其缸内气体流动状态,统计并分析进气滚流强度、湍动能强度,进而指导进气道的选型设计与优化,确保直喷汽油机开发目标的顺利实现。
国内外目前对于滚流和湍动能的评估主要有两种方法:一种是通过试验进行评估:主要是借助稳态流动试验、激光多普勒(LDA)测试技术、三维粒子图像测速技术等试验方法来直接或者间接测试缸内滚流和湍动能水平。或者通过试验对比不同滚流水平结构的排放和油耗等燃烧性能水平,来评估哪种滚流水平的结构更好;另一种是通过稳态CFD仿真方法计算不同滚流和湍动能水平。试验测试的方法试验成本和时间成本较高,而且不能在正向设计阶段实施,只能在台架试验搭建好之后进行测试;稳态CFD仿真方法的边界条件是固定常数,只能定性模拟某一特定条件下的情况,与实际发动机运行状态差距较大。
此外,对于滚流和湍动能的分析也有少数做瞬态分析的例子,但是都考虑了点火燃烧过程,对于点火和燃烧模型涉及的设置和化学反应模型较为复杂,还需要对模型进行反复标定,计算时间会比较长。而滚流和湍动能在点火燃烧时刻已经过了最后的峰值状态开始衰减破碎,因此点火燃烧对滚流和湍动能的影响较小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法、装置、设备及介质,可以在直喷汽油机前期设计开发阶段,评估缸内气流运动组织水平,在保证分析准确性的同时,缩短了分析时间。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法,包括:
提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数,建立三维缸内全模型,输出面网格;
导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件,并对动网格进行区域划分;对动网格进行求解设置,提交CFD计算,所述求解设置包括添加并设置对应物理模型模块,设置相关边界条件、初始条件、收敛标准;计算完成后,进行数据处理及分析,所述数据分析包括对比缸内流动情况分析、评价缸内滚流强度对燃烧性能产生的影响分析、对比缸内湍动能分布情况及强度水平分析、评价缸内湍动能状况对燃烧性能的影响分析。
根据本公开的一些实施例,所述导入面网格后还包括进行面网格区域划分,面网格划分的区域包括进出口边界、壁面边界、初始化边界、运动边界。
根据本发明公开的一些实施例,提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数包括活塞、缸盖、气门、气门座圈、气门导杆、缸垫、火花塞、喷油器、进气道、排气道。
根据本公开的一些实施例,所述导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件包括以下步骤:提取相关零部件表面进行面网格划分及分区命名划分;基于面网格划分及分区命名划分结果,并结合对应工况点气门升程曲线,划分动网格,并校核所述动网格质量。
根据本公开的一些实施例,所述基于动网格文件进行求解参数设置及CFD计算,具体包括如下步骤:设置发动机缸内CFD全模型边界条件、初始化条件及壁面边界,并激活并设置相关物理模型参数;所述物理模型包括连续性方案模型、动量方程模型、能量守恒方程模型、湍流模型、喷油模型、缸内滚流计算模型;基于设置的物理模型参数,统计并输出瞬态滚流模拟计算结果,进行数据对比分析评价,筛选出最优的燃烧室系统方案;若缸内滚流或者湍动能不能完全满足需求,则根据具体情况调整几何模型或者模型参数,当各项均满足要求之后输出最终结果。
根据本公开的一些实施例,所述计算完成后,进行数据处理,具体包括:统计分析缸内滚流情况,输出数据计算结果;统计并读取缸内湍动能强度数值,输出数据计算结果;针对缸内关键位置区域进行切片处理,选取特定的曲轴转角时刻进行切片,针对关键时刻及区域连续切片,查看并导出缸内湍动能分布图。
根据本公开的第二方面,还提供了一种汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估装置,包括:数据提取模块,用于提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数,建立三维缸内全模型,输出面网格;数据导入模块,用于导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件,并对动网格进行区域划分;计算模块,用于对动网格进行求解设置,提交CFD计算,所述求解设置包括添加并设置对应物理模型模块,设置相关边界条件、初始条件、收敛标准;数据处理分析模块,用于进行数据处理及分析,所述数据分析包括对比缸内流动情况分析、评价缸内滚流强度对燃烧性能产生的影响分析、对比缸内湍动能分布情况及强度水平分析、评价缸内湍动能状况对燃烧性能的影响分析。
根据本公开的第三方面,提供一种电子设备,包括:处理器,以及存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行:权利要求1-6中任意一项所述汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法。
根据本公开的第四方面,提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现。
由上述技术方案可知,本申请具有以下有益效果:
1、本公开说明书提供的基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估方法、装置、设备及介质,通过发动机一维热力学和三维CFD的耦合分析,揭示了在相同的进气道设计条件下,进气门关闭的时间对进气滚流影响很大,进气门早关的米勒循环的缸内气流运动强度小于进气门晚关的艾特金森循环,这使得艾特金森循环的燃烧速度快于米勒循环。要获取相近的缸内流动进而燃烧速度,米勒循环必须比艾特金森循环具有更高的滚流比。
2、本公开针对直喷式汽油机关键工况点进行瞬态计算分析,包括但不限于额定工况点、高速扭矩工况点、低速扭矩工况点、最佳燃油消耗点等,再考虑喷油雾化过程对进气流动的影响条件下,模拟计算整个进气冲程至压缩冲程,最终统计得出进气段滚流的形成和滚流形态在后续压缩段的维持情况,以及压缩终了阶段在缸内和火花塞附近的湍动能强度水平,分析条件和实际应用工况较接近,针对性强且分析全面。
3、针对整个进气过程至压缩阶段的滚流强度进行整体评估对比,不仅针对进气阶段的滚流强度水平进行评价,包括进气门关闭前的滚流强度第一个峰值或进气门关闭时刻的滚流强度对比,更综合考虑气门关闭后,滚流强度在压缩阶段的维持情况;
4、考虑到汽油机喷油时间比较早,喷油对滚流和湍动能影响比较大,而点火燃烧的时间比较晚,点火时滚流和湍动能已经形成了且已经过了峰值,后面逐渐衰减破碎,所以不考虑点火燃烧,可以用本发明的快速评价方法来进行分析评估滚流和湍动能,在保证分析准确性的同时,缩短了分析时间。
5、根据压缩终了阶段,火花塞点时刻的缸内平均湍动能强度,对标实验测试结果,建立了缸内湍动能与燃烧持续期的对应关系,可用于指导设计选型及标定一维热力学模型。
6、减少并替代大量实验选型测试工作,通过模拟分析可直接得出较优的进气道、燃烧室选型方案,并且可根据前期的模拟分析结果,在前期概念设计开发阶段即对燃烧系统进行针对性的优化,可节省台架选型实验多次多方案的测试时间及费用。
附图说明
图1出示了根据本公开的基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估的方法流程图;
图2出示了本公开的三维缸内全模型示意图;
图3出示了本公开的滚流强度统计对比示意图;
图4出示了本公开的缸内流动切片示意图;
图5出示了本公开的缸内平均湍动能强度统计对比示意图;
图6出示了本公开的缸内湍动能分布切片示意图;
图7出示了本公开的米勒循环和艾特金森循环滚流比对比图;
图8出示了本公开的不同转速工况对应燃烧持续期;
图9出示了本公开的计算设备的结构图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本公开一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
本公开中使用了流程图用来说明根据本公开的实施例的方法的步骤。应当理解的是,前面或后面的步骤不一定按照顺序来精确的进行。相反,可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时,也可以将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步。
图1出示了根据本公开的基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估方法流程图,首先,在步骤S101,提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数,建立三维缸内全模型,输出面网格。根据本公开实施例,实施提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数包括活塞、缸盖、气门、气门座圈、气门导杆、缸垫、火花塞、喷油器、进气道、排气道。保留所有在缸内与流体域接触的边界壁面,而突出至气缸外部的边界可删除,保证所有零部件位置装配准确。三维缸内全模型,如图2所示。
接着,在步骤S102,导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件,并对动网格进行区域划分;划分直喷汽油机缸内全模型动网格,具体步骤如下:首先针对关键零部件表面进行网格划分并进行分区命名划分;然后根据对应工况点气门升程曲线,划分动网格,需保证可覆盖从进气至压缩上止点前的计算分析范围;最后校核关键时刻动网格质量,并确保全局动网格质量满足计算需求。
接着,步骤S103,对动网格进行求解设置,提交CFD计算,并实时关注算例收敛情况,监控计算过程变量,所述求解设置包括添加并设置对应物理模型模块,设置相关边界条件、初始条件、收敛标准。具体步骤如下:首先设置式发动机缸内CFD全模型边界条件、初始化条件及壁面边界,对于瞬态计算,边界条件和初始条件的设置十分重要,初始条件决定了气缸内的空气质量和初始状态;然后激活并设置连续性方案模型、动量方程模型、能量守恒方程模型、湍流模型、喷油模型等相关物理模型;然后设置缸内滚流计算模型,并设置滚流统计中心位置;再设置缸内湍动能强度的统计公式,并设置针对火花塞附近区域湍动能的统计,实时统计并输出瞬态滚流模拟计算结果;最后通过对缸内CFD模拟计算结果后处理。
接着,步骤S104,计算完成后,进行数据处理及分析,分析对比缸内流动情况,对比不同燃烧系统进气方案的滚流强度Tumble,分析评价缸内滚流强度对燃烧性能产生的影响,分析对比缸内湍动能分布情况及强度水平,对比不同燃烧室整体方案在压缩终了段的缸内湍动能水平,分析评价缸内湍动能状况对燃烧性能的影响。其中缸内CFD模拟计算结果后处理具体为:先统计分析缸内滚流情况,输出数据计算结果;再统计并读取缸内湍动能强度数值,输出数据计算结果;然后针对缸内关键位置区域进行切片处理,选取特定的曲轴转角时刻进行切片,针对关键时刻及区域连续切片,查看并导出缸内湍动能分布图。
图2出示了本公开的三维缸内全模型示意图,如图2所示,包括进气道1、进气门2、排气门6、排气道3、燃烧室4及火花塞5。
图3出示了滚流强度统计对比示意图,由图3可以看出整个工作循环过程中滚流强度的变化情况,一般会主要关注进气阶段的滚流强度峰值、波峰的维持情况以及点火时刻的滚流强度。缸内滚流在进气阶段形成,在压缩规程初期得到加强,但在压缩后期破碎形成较大湍流,从而加快燃烧速度。
图4出示了缸内流动切片示意图;图5出示了缸内平均湍动能强度统计对比示意图,由图5可以看出整个工作循环过程中湍动能的变化情况,一般会主要关注点火时刻的湍流强度,在火花塞附近要求湍流强度水平大于0.5。湍流火焰的传播速度受到缸内湍动能强度的影响,较高的湍动能有助增加燃烧速率,提高发动机热效率。
图6出示了缸内反应进程参数切面对比示意图,由图6可以看出燃烧反应进程参数表示了燃烧进行的程度,0代表未燃烧,1代表完全燃烧,介于0~1之间表征未完全燃烧的程度。以切片云图展示缸内的燃烧反应速度,红色区域代表1、完全燃烧,蓝色区域代表0、未燃烧,可对比不同燃烧室内反应进程快慢,分析缸内燃烧性能。
评价分析缸内滚流情况如下:缸内滚流Tumble的计算统计是以垂直气流方向的x轴为中心轴,取活塞行程中心点,随活塞位置的移动而移动;缸内滚流在进气阶段形成,在压缩规程初期得到加强,但在压缩后期破碎形成较大湍流,从而加快燃烧速度。
针对不同燃烧系统设计方案在压缩终了段,缸内平均湍动能强度及火花塞附近的湍动能强度,进行对比分析评价,筛选出最优的燃烧室系统方案;
缸内的湍动能强度有助于加快火焰传播速度,改善燃烧性能。较大的进气流速有助于在缸内形成较大的湍流,但这部分湍动能会慢慢耗散,无法维持至压缩段后期、点火时刻前后。随着滚流在压缩阶段破碎,有助于在点火时刻前在缸内获得较高的湍动能。湍流火焰的传播速度受到缸内湍动能强度的影响,较高的湍动能有助增加燃烧速率,提高发动机热效率。
通过对比分析缸内平均湍动能强度及火花塞附近的湍动能水平,有助于筛选出较优的燃烧室方案,指导设计选型及优化。如图7所示,
根据模拟得出的湍动能水平,对照试验测试结果的燃烧持续期,可得出缸内湍动能水平和点火燃烧持续期成反比关系的经验公式,有助于对标试验结果并标定一维热力学模型。
如果缸内滚流或者湍动能不能完全满足需求,则根据具体情况调整几何模型或者模型参数,当各项均满足要求之后输出最终结果。
通过系统的模拟研究与试验测试,总结得出缸内湍动能大小与燃烧持续期长短成反比关系。图7出示了米勒循环和艾特金森循环滚流比对比图,图8出示了不同转速工况对应燃烧持续期图。
针对米勒循环进气早关,进气惯性利用不充分,废气再循环EGR对氧浓度的稀释导致燃烧速度减缓的特点,提出了采用长冲程及高滚流进气道以强化缸内湍流强度的方案。通过建立带进气道的冷流动模型,基于缸内流动可视化模拟,协同燃烧开发测试技术,找到进气滚流,点火时刻湍动能,和燃烧持续期的关系,实现了缸内快速燃烧,有力支撑了超高热效率发动机的开发。
针对汽油机点火燃烧时刻滚流和湍动能已经形成了且已经过了峰值,后面逐渐衰减破碎,点火对于滚流和湍动能的影响较小的特点,本公开不考虑点火燃烧过程,来快速评估瞬态的滚流和湍动能,在保证分析准确性的同时,缩短了分析时间,为项目分析减少四天左右的分析时间。
本公开还提供一种基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估装置,包括:
数据提取模块,用于提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数,建立三维缸内全模型,输出面网格;其中,提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数包括活塞、缸盖、气门、气门座圈、气门导杆、缸垫、火花塞、喷油器、进气道、排气道。
数据导入模块,用于导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件,并对动网格进行区域划分;本实施例中,数据导入模块还包括提取相关零部件表面进行面网格划分及分区命名划分;基于面网格划分及分区命名划分结果,并结合对应工况点气门升程曲线,划分动网格,并校核所述动网格质量。
计算模块,用于对动网格进行求解设置,提交CFD计算,所述求解设置包括添加并设置对应物理模型模块,设置相关边界条件、初始条件、收敛标准;其中,物理模型包括连续性方案模型、动量方程模型、能量守恒方程模型、湍流模型、喷油模型、缸内滚流计算模型。
数据处理分析模块,用于进行数据处理及分析,所述数据分析包括对比缸内流动情况分析、评价缸内滚流强度对燃烧性能产生的影响分析、对比缸内湍动能分布情况及强度水平分析、评价缸内湍动能状况对燃烧性能的影响分析。
所述导入面网格后进行面网格区域划分,面网格划分的区域包括进出口边界、壁面边界、初始化边界、运动边界。
图9是本发明实施例提供的一种计算设备的硬件架构的结构图。如图9所示,计算设备700包括输入设备701、输入接口702、中央处理器703、存储器704、输出接口705、以及输出设备707。其中,输入接口702、中央处理器703、存储器704、以及输出接口705通过总线710相互连接,输入设备701和输出设备706分别通过输入接口702和输出接口705与总线710连接,进而与计算设备700的其他组件连接。
图9示的计算设备也可以被实现为基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估设备,该计算设备可以包括:处理器以及存储有计算机可执行指令的存储器;该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现本发明实施例提供的光伏发电功率预测模型的训练方法,或者,实现本发明实施例提供的光伏发电功率预测方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令;该计算机程序指令被处理器执行时实现本发明实施例提供的光伏发电功率预测模型的训练方法,或者,实现本发明实施例提供的光伏发电功率预测方法。
本发明实施例还提供一种汽车,包括上述的计算机可读存储介质。
需要明确的是,本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见,这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中,描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是,本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤,本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后,作出各种改变、修改和添加,或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时,其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时,本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中,或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、闪存、可消除的只读存储器(ErasableRead Only Memory,EROM)、软盘、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)、光盘、硬盘、光纤介质、射频(Radio Frequency,RF)链路,等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
装置描述一些方法或系统。但是,本发明不局限于上述步骤的顺序,也就是说,可以按照实施例中提及的顺序执行步骤,也可以不同于实施例中的顺序,或者若干步骤同时执行。
上面参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解,流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器,以产生一种机器,使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解,框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合,也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现,或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案给出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估方法,其特征在于,包括:
提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数,建立三维缸内全模型,输出面网格;
导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件,并对动网格进行区域划分;
对动网格进行求解设置,提交CFD计算,所述求解设置包括添加并设置对应物理模型模块,设置相关边界条件、初始条件、收敛标准;
计算完成后,进行数据处理及分析,所述数据分析包括对比缸内流动情况分析、评价缸内滚流强度对燃烧性能产生的影响分析、对比缸内湍动能分布情况及强度水平分析、评价缸内湍动能状况对燃烧性能的影响分析。
2.根据权利要求1所述的汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法,其特征在于:所述导入面网格后还包括对面网格区域划分,手上面网格划分的区域包括进出口边界、壁面边界、初始化边界、运动边界。
3.根据权利要求1所述的汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法,其特征在于:提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数包括活塞、缸盖、气门、气门座圈、气门导杆、缸垫、火花塞、喷油器、进气道、排气道。
4.根据权利要求1所述的汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法,其特征在于:所述导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件包括以下步骤:
提取相关零部件表面进行面网格划分及分区命名划分;
基于面网格划分及分区命名划分结果,并结合对应工况点气门升程曲线,划分动网格,并校核所述动网格质量。
5.根据权利要求1所述的汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法,其特征在于:所述基于动网格文件进行求解参数设置及CFD计算,具体包括如下步骤:
设置发动机缸内CFD全模型边界条件、初始化条件及壁面边界,并激活并设置相关物理模型参数;所述物理模型包括连续性方案模型、动量方程模型、能量守恒方程模型、湍流模型、喷油模型、缸内滚流计算模型;
基于设置的物理模型参数,统计并输出瞬态滚流模拟计算结果,进行数据对比分析评价,筛选出最优的燃烧室系统方案;
若缸内滚流或者湍动能不能完全满足需求,则根据具体情况调整几何模型或者模型参数,当各项均满足要求之后输出最终结果。
6.根据权利要求5所述的汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法,其特征在于:所述计算完成后,进行数据处理,具体包括:
统计分析缸内滚流情况,输出数据计算结果;
统计并读取缸内湍动能强度数值,输出数据计算结果;
针对缸内关键位置区域进行切片处理,选取特定的曲轴转角时刻进行切片,针对关键时刻及区域连续切片,查看并导出缸内湍动能分布图。
7.一种汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估装置,其特征在于:包括:
数据提取模块,用于提取汽油缸内滚流和湍动能数据参数,建立三维缸内全模型,输出面网格;
数据导入模块,用于导入面网格、发动机整体参数,及进、排气门升程曲线数据,生成动网格文件,并对动网格进行区域划分;
计算模块,用于对动网格进行求解设置,提交CFD计算,所述求解设置包括添加并设置对应物理模型模块,设置相关边界条件、初始条件、收敛标准;
数据处理分析模块,用于进行数据处理及分析,所述数据分析包括对比缸内流动情况分析、评价缸内滚流强度对燃烧性能产生的影响分析、对比缸内湍动能分布情况及强度水平分析、评价缸内湍动能状况对燃烧性能的影响分析。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于:所述导入面网格后还包括对面网格区域划分,手上面网格划分的区域包括进出口边界、壁面边界、初始化边界、运动边界。
9.一种电子设备,其特征在于:包括:
处理器,以及
存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;
其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行:
权利要求1-6中任意一项所述汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法。
10.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任意一项所述的汽油机缸内滚流和湍动能强度的快速评估方法。
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---|---|---|---|
CN202211390062.9A Pending CN115828776A (zh) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | 基于汽油机缸内滚流和湍动的快速评估方法、装置、设备及介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115828776A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117786865A (zh) * | 2024-02-23 | 2024-03-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种燃烧系统的设计方法、装置、设备及存储介质 |
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2022
- 2022-11-08 CN CN202211390062.9A patent/CN115828776A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN117786865A (zh) * | 2024-02-23 | 2024-03-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种燃烧系统的设计方法、装置、设备及存储介质 |
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