汽油机稀薄燃烧气体流动数值模拟研究的开题报告.docx

汽油机稀薄燃烧气体流动数值模拟研究的开题报告 一、研究背景及意义 随着现代汽车工业的发展，汽油机已经成为了主流的动力源之一，其性能和效率对整个车辆的性能和效率都有着至关重要的作用。研究汽油机稀薄燃烧气体流动数值模拟，有助于深入了解引擎燃烧、流动和换热机理，为提高发动机的工作效率、降低能耗和排放量等方面提供理论基础，并有利于丰富现代汽车的技术含量，提高汽车整体竞争力。 二、研究内容 本次研究将以三维计算流体力学模拟为主要手段，以汽油机进气流场、燃烧过程和废气排放为研究重点，综合考虑汽油机结构特点和工作环境等多因素，对汽油机稀薄燃烧气体流动进行数值模拟研究。 具体研究内容包括： 1.建立汽油机模型并进行网格划分 选取现代汽车中常用的通用汽车Ecotec 1.4T发动机为研究对象，建立相应的三维模型，并进行合理的网格划分，以提高计算精度和计算效率。 2.求解气体流动数值模型 采用计算流体力学方法，针对进气流场、燃烧室和废气排放等关键区域，求解其稀薄燃烧气体流动的数值模型，并分析流动场特点、涡旋运动、烟气分布等参数的变化规律。 3.分析燃烧过程 针对不同的运行工况，分析燃油喷射、点火和燃烧过程的变化，研究燃烧产物生成，分析排放物排放过程、特性和浓度分布。 4.优化设计方案 根据燃烧流动的数值模拟结果，结合汽车工程实际需求和环保要求，提出优化方案和建议，例如燃烧室结构、进气道设计、燃油喷射参数等方面的改进建议。 三、研究方法 本研究主要采用计算流体力学方法进行数值模拟，并结合实验测试结果进行验证。具体方法包括： 1.建立汽油机几何模型 使用CATIA等软件进行三维模型建模，并对模型进行网格划分，分别应用Hexa和Tetra方法进行完整流场网格的建立。 2.求解流动场数值模型 采用流体动力学和热力学等基本方程，结合计算流体力学方法，求解流动场中的包括温度、压力、速度等在内的液体和气体物理量以及燃料和氧气的混合过程中的化学反应过程。 3.数值模拟结果分析 对求解数值模型的结果进行后处理，包括流动场特征、速度场、大气化学反应、热传递等参数方面的变化规律分析，最终得出实验结果与数值模拟结果的比较，通过实验验证数值模拟的准确性。 四、研究预期目标 本次研究旨在通过数值模拟研究汽油机稀薄燃烧气体流动，探究汽油机燃烧过程和废气排放等关键过程的机理和规律，为进一步优化汽车发动机的设计和提高其性能和效率提供理论基础和参考依据。期望能够达成以下目标： 1.深入理解汽油机稀薄燃烧气体流动的机理和规律； 2.提出汽油机进气流场、燃烧室和废气排放等关键区域的优化设计方案； 3.提高汽车发动机的工作效率，降低能耗和排放量； 4.拓展现代汽车技术的应用范畴，提高汽车整体竞争力。