水冷系統作為柴油機的重要構成部分之一,其作用就是對柴油機進行冷卻,使其保持在最適宜的溫度下正常工作。冷卻液的流動及傳熱對缸體和缸蓋等零部件的熱負荷、柴油機的使用壽命、燃料燃燒質量以及尾氣排放都有較大的影響。冷卻效果的好壞,不但關系到柴油機的動力輸出特性和燃油經濟性,而且對于機械的可靠性和零部件的耐久性也有十分大的影響。所以針對柴油機水冷系統的優化設計特別是對于冷卻水套的研究是設計工作者們長久以來重點關注的問題。柴油機水冷系統的優化設計中,冷卻水套內冷卻液的三維流動及冷卻液和壁面間的流-固耦合換熱是特別重要的問題。現如今計算流體力學CFD已經成為解決這些問題的首要手段。它采用離散化的手段對計算區域進行處理,即對需要分析的模型進行網格劃分,根據相關約束方程,通過對網格的求解來模擬和研究冷卻液的流場分布。運用CFD技術進行柴油機冷卻水套內部流場的模擬仿真,可以較為清楚地了解冷卻液的流動狀況,分析水冷系統的冷卻性能。本文以12V265型柴油機為研究對象,應用三維建模軟件UG搭建冷卻水套的結構模型,采用計算流體力學軟件STAR-CCM+對冷卻水套進行模擬仿真,分析冷卻水套內流場的速度、壓力及溫度的...

【文章頁數】：53 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 冷卻系統的研究方法及發展趨勢
    1.3 流-固耦合研究的國內外發展狀況
    1.4 沸騰傳熱數值模擬研究進展
    本章小結
第二章 流-固耦合計算基礎
    2.1 冷卻過程的控制方程
    2.2 冷卻工質的流動模型
    2.3 離散化
    2.4 STAR-CCM+簡介
    2.5 仿真分析步驟
    本章小結
第三章 12V265柴油機模型建立及仿真分析
    3.1 12V265柴油機水冷系統工作流程
    3.2 12V265柴油機3D實體模型
    3.3 12V265柴油機實體模型網格劃分
    3.4 設置物理模型及邊界條件
        3.4.1 物理模型
        3.4.2 邊界條件
    3.5 12V265柴油機冷卻系統仿真結果分析
        3.5.1 流速分析
        3.5.2 溫度分析
        3.5.3 壓力分析
        3.5.4 缸體截面速度分析
        3.5.5 發動機燃燒室的熱負荷分析
    本章小結
第四章 冷卻水套的結構優化
    4.1 冷卻水套優化方案
    4.2 本課題模型優化方案
    4.3 優化方案CFD計算
        4.3.1 優化前后缸體速度CFD計算結果對比分析
        4.3.2 優化前后缸體各上水孔流量對比
        4.3.3 優化前后第6缸局部溫度對比
        4.3.4 優化前后缸體壁面溫度CFD計算結果對比分析
    本章小結
第五章 兩相沸騰傳熱CFD分析
    5.1 沸騰強化傳熱的原理
    5.2 沸騰傳熱計算數學模型
        5.2.1 建立沸騰傳熱兩相流CFD分析模型
        5.2.2 兩相流模型控制方程
    5.3 兩相沸騰傳熱CFD結果分析
        5.3.1 沸騰現象對冷卻系統流速的影響
        5.3.2 沸騰現象對冷卻系統傳熱性能的影響
        5.3.3 沸騰現象對冷卻系統溫度的影響
    本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：4052408