CFD技术在发动机研究中的应用
CFD技术在航空发动机空气系统设计中的应用_沈毅
图 2 航空发动机空气系统网络
2011 年 第 37 卷 第 3 期 Vo l.37 No .3 J u n . 2011
此外，在工程设计中，还需要应用 CFD 技术为空气 系统设计提供更详细的设计依据信息。1 维数值结果可 以比较全面地反映各分支的流量分配情况、关键腔室的 压力和温度数据，从大的方面判断整个空气系统的特 性。但对于一些流动、换热条件比较复杂的结构而 言，1 维数值结果无法反映局部气体的详细流动情况， 也无法详细了解各方面因素对分析结果的影响；由于对 某些结构进行了简化，也无法提供评估结构优化设计的 支持数据。因此，进行局部结构的 CFD 计算非常必要。
关键词：空气系统；设计技术；CFD；航空发动机
Application of CFD in Secondary Air System Design
for Aeroengine
SHEN Yi, LI Yun-dan, LV Chun-yan, MU Yu-fei
沈毅(1971)，女，工学硕士，自然科 学研究员，从事航空发动机空气系统设 计和部件热分析工作。
篦齿（seal）、盘心和轴之间的通道、机匣上的孔、预旋 喷嘴等。不同结构形式的元件具有不同的流动和换热 特性。在工程设计与计算时，通常采用 1 维方式处理 各流动单元的流动与换热特性，也就是把这些元件根 据几何和流动的特点典型化，将发动机空气系统模化 成 1 个由多种类型元件（单元）串联和并联组成的网 络，连接各元件的称为腔（或节点）。通过迭代求解，得 到整个网络的压力和温度分布和流量分配情况。
（3）对发动机的热端部件尤其是转子件的温度预 估十分重要。目前 CFD 技术对于转动系、转转系的流 动分析，尤其是换热特性分析仍有较大误差，需通过 更多试验研究来完善。
CFD仿真技术在航空发动机中的应用
CFD仿真技术在航空发动机中的应用摘要：随着科学技术的发展，航空航天和空间技术有了飞跃的发展，在这些飞跃的发展技术中主要的技术就是CAE技术。
航空工业可以说是CAE技术发展的摇篮，各种CAE技术正是在以航空工业为主的实际工业应用的推动下在不到半个世纪时间里迅猛发展起来的。
以ANSYS、LS-DYNA、Nastran、CFX、Fluent等为代表的高端CAE软件早已活跃在全球航空工业中。
关键词：CFD仿真技术；航空发动机；应用1 引言目前国际知名企业的航空发动机研制周期从过去的10～15年缩短到6～8年甚至4～5年，试验机也从过去的40～50台减少到10台左右。
在发达国家的航空企业里CAE已经作为产品研发设计与制造流程中不可逾越的一种强制性的工艺规范加以实施，在生产实践作为必备工具普遍应用。
2、CFD技术国内外使用状况简介CFD作为CAE技术的一种，已经越来越多的被国内外航空企业广泛的得以应用。
第一个商用CFD软件包FLUENT，由与美国空军合作的流体技术服务公司Creare公司于1983年推出的。
商业CFD软件的开发及应用，加速了航空工业的发展，使得基于虚拟样机仿真的现代设计方法成为了可能。
以波音公司航空研发发展历史为例，不难发现，波音公司先后采用了经典的实验测试方法、半经验的方法、空气动力学的计算、政府内部及企业的CFD代码及广泛的采用CFD商业代码。
在波音公司2005年的软件应用报告中明确指明，在1998至2005年内，其公司每年数值仿真成果的增加量都接近84%左右，采用CAE/CFD的速度超过了工业的成长速度，CFD技术已经成为其设计的主要手段之一。
另外从美国软件公司ANSYS公司的销售业绩报告上显示，航空工业上的应用产值是其公司的主要收益来源之一。
CFD软件正以其强大的优势在研发中发挥的巨大的作用，例如在NISA的报告中提到，原本需要7年完成的维吉尼亚级潜水艇的设计，通过CFD技术的应用，5年就顺利完成；而预计需要11年完成的B-2轰炸机的飞行测试，则在短短的4年内就通过了测试。
CFD在发动机舱热管理中的应用发展
法 。 介 绍 了 目前 国 内、 外运用 Ｃ Ｆ Ｄ技 术 研 究 发 动 机舱 热 管 理 的发 展 现 状 ； 分析 了应 用 Ｃ Ｆ Ｄ数 值 模 拟 对 进 出风 口、 格 栅 造
型、 导流板 、 护风罩等结构和舱 内冷却模块 布置进行 的优化设计 ； 指 出了 当前 Ｃ Ｆ Ｄ研 究中还存 在的不足 ， 展望 了数值模
ｈ ｅ ａ ｖ ｉ ｌ ｙ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｅ ｎ ￣ ｎ ｅ —ｂ ａ ｙ ｆ ｌ ｏ ｗ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ， ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ａ ｉ ｒ ｉ ｎ ｔ ａ ｋ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｆ ｆ ｕ ｓ ｅ ｒ ， ｌ ｌ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ， ｄ ｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ， ｆ ａ ｎ ｓ ｈ ｒ ｏ ｕ ｄ ， ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ
（ Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ８ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】Ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｃ Ｆ Ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ）ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍｅ ｎｔ ｏ ｆ ＣＦＤ Ｓｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｎ Ｕｎｄ ｅ ｒ ｈｏ ｏ ｄ Ｔｈｅ ｒ ｍａ ｌ Ｍａ ｎａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
基于cfd的汽车发动机水泵叶轮优化设计
基于cfd的汽车发动机水泵叶轮优化设计
1 汽车发动机水泵叶轮优化设计
汽车发动机水泵是汽车发动机的重要部件，它的设计会直接影响
到汽车的性能、可靠性和使用寿命。
因此，加强对汽车发动机水泵叶
轮的优化设计，是汽车发动机性能改进和提升的关键。
目前，采用计算流体动力学（CFD）技术来优化汽车发动机水泵叶轮，是一种高效的方法。
CFD技术可以用来模拟外部流动场和模拟叶轮内部流动场，并通过计算来获得流动场中叶栅形式、管道形式和软管
弯曲处形式等特性。
根据CFD技术模拟的结果，可以对汽车发动机水泵叶轮进行全面
系统优化，从而达到最大化流动效率，使性能最优化。
此外，CFD模拟还可以提供流量分布和气动压力的分析，实现叶轮的结构加工和优化，最终达到节省能源的目的。
最后，通过计算流体动力学（CFD）模拟技术，可以有效优化汽车
发动机水泵叶轮性能，达到最优化效果。
完善流体动力学技术，促进
汽车发动机叶轮设计优化，将为汽车发动机的发展提供支持。
CFD技术在发动机冷却水套优化设计中的应用
冷 却 水套 Ｃ Ｄ分 析 的主 要 目的是 评 估 缸 体 火 力 Ｆ 速度耦合算法选择 ＳＬ Ｐ Ｅ ＩＭ Ｌ 。设水套内部的冷却液为 不可 压缩 粘性 湍流 流 动 ， 流 模型 为 ｋ ｚｔ— 方 程 ， 湍 －ｅａｆ 使 面 以及 在缸 盖上 ２个 排气 门之间 的鼻 梁 区这些 热 负荷 一 用混 合壁 处理 描述 壁 面附近 边界 层流 体 速度 和压 力 等 较 大 的区域 的换 热 系数 是否 符合要 求 （ 般 要求 缸体 的分 布 ， 且要 求贴 近壁 面 的网格 的 ｌ值 在 １－０ 。 ｙ ＋ ２ ０ １
０ （ ， 中发挥 着重 要作 用 。随着 人们 对发 动机 小 型化 与 高 功 于 ６０ ０Ｗ／ｍＫ）满 足要 求 。但是缸 盖 鼻梁 区 的换热 ０ ０ （ Ｋ） ７ 明显小于 １ ０ Ｗ／ Ｋ） ｍ ３０ ０ （ ｍ 率要 求 的不 断提高 ， 发动 机 的热负荷 明显 增大 。 却 水 系数仅在 １ ０ ０Ｗ／ ２ ３ ￣ ， 冷
量级 以下 ， 即小 于 １４ ０ 。残差 定 义对 于某一类 问题 是有
蕞
６０ ０ ０ ４０ ０ ０ ２０ ０ ０ Ｏ
用 的 ， 是这 种 要求 在 很 多 情况 下 ， 能是 不 合 适 的 。 但 可
因此 ， 好 的方法 就 是不仅 用 残差 来判 断 收敛性 ， 最 而且
ｓｍｕａｉｎｈ ｓｂ ｅ ｏ ｄ ｃｅ ｎｔｅｊｅ ｅ ｙｕ ｉｇｔｅｓｆ ａｅｏ Ｆ — ＡＶＬ Ｆｒ． ｈ ｏ ｖ ｃｉｎｈ ａ ｒｎ ｆｒｃ ｅ ｉｉｎ ｉ ｌｔ ａ ｅ ｎｃ ｎ ｕ ｔｄｏ ｈ ａ ｋ ｔｂ ｓ ｈ ｏ ｗ ｒ ｆＣ Ｄ — ｏ ｎ ｔ — ｉ Ｔ ｅｃｎ ｅ ｔ ｅｔｔ ｓｅ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｅ ｏ ａ
cfd在现代柴油机进气道开发中的应用
cfd在现代柴油机进气道开发中的应用计算流体力学（CFD）是一种利用数值方法解决流体运动问题的工程技术。
它在现代柴油机进气道开发中起着关键作用。
通过模拟和分析流体流动，CFD可以提供有关进气道设计的重要信息，从而改善柴油机的性能和效率。
1. 减小进气阻力使用CFD技术可以对进气道进行优化，减小进气阻力，提高空气流通效率。
通过分析流体运动和压力分布，可以确定最佳进气道形状，降低能量损失，增加进气量，提升发动机的输出功率。
2. 优化燃烧过程CFD可以模拟燃烧过程，预测燃烧效率和排放物生成情况。
通过调整柴油机进气道的几何结构和喷油系统参数，可以改善空燃比分布，减少燃料消耗和排放物的产生。
这对于满足环保法规要求至关重要。
3. 减少噪音和振动CFD技术能够模拟流体在进气道中的振动和噪音特性，帮助设计师定位和消除潜在的噪音和振动源。
通过提前识别问题区域并进行优化，可以减少柴油机的噪声和振动，提高乘坐舒适性。
4. 提升热管理柴油机的进气道也承担着散热的功能。
通过CFD仿真，在进气道内可以更好地理解热传导、对流和辐射等热传输机制，并优化散热装置的布局和设计，以提高发动机的热管理效率，防止过热导致的故障。
5. 验证实验数据CFD可以与实验数据进行对比和验证，提供可靠的工程分析。
通过与实际测量结果进行比较，可以评估模型的准确性，并对模型进行校正和优化，从而更好地指导柴油机进气道的开发工作。
总结CFD在现代柴油机进气道开发中具有不可替代的作用。
它可以帮助优化进气道设计，提高燃烧效率，降低噪音和振动水平，改善热管理，并验证实验数据。
随着技术的不断进步，CFD将继续为柴油机的进一步改进和创新做出重要贡献。
CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的应用探讨
CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的应用探讨【摘要】本文探讨了CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的重要应用。
首先介绍了CFD技术的概述，然后详细介绍了航空燃气涡轮发动机的工作原理。
接着阐述了CFD技术在发动机设计、性能优化和故障诊断中的应用。
结合实际案例，说明了CFD技术在发动机原理教学中的重要性。
未来，随着CFD技术的不断发展，其在航空燃气涡轮发动机教学中的应用也将更加精准和高效。
总结指出，CFD技术为学生提供了更直观、深入的学习体验，促进了航空燃气涡轮发动机原理的更好理解和应用。
CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中扮演着重要的角色，为学生提供了更好的学习工具和理论基础。
【关键词】关键词: CFD技术, 航空燃气涡轮发动机, 原理教学, 应用探讨, 发动机设计, 性能优化, 故障诊断, 重要性, 未来发展, 总结1. 引言1.1 CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的应用探讨CFD技术（计算流体力学）是一种利用计算机模拟流体力学问题的技术，已经在航空领域得到广泛应用。
在航空燃气涡轮发动机原理教学中，CFD技术的应用可以帮助学生更好地理解发动机的工作原理和性能特点。
通过CFD技术，学生可以模拟燃气涡轮发动机内部的流动情况，包括空气和燃料在发动机内部的流动路径、速度分布等，从而了解发动机的工作过程。
通过可视化的方式，学生可以直观地看到发动机内部流动的情况，有助于加深对发动机原理的理解。
CFD技术还可以帮助学生进行发动机设计和性能优化。
学生可以通过模拟不同设计参数对流体流动的影响，从而优化发动机的结构和性能。
CFD技术还可以在发动机故障诊断中发挥作用，帮助学生分析发动机故障的原因并提出解决方案。
CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的应用具有重要意义，能够提高学生对发动机原理的理解及实践能力，同时也有助于培养学生的解决问题的能力和创新思维。
CFD技术的应用将为未来航空发动机技术的发展提供重要支持。
CFD软件在动力工程中的应用和反思
CFD软件在动力工程中的应用和反思作者：沈伟辛彦秋来源：《科技资讯》 2011年第35期沈伟1 辛彦秋2(1.海军航空工程学院飞行器工程系山东烟台 264001; 2.黎明航空发动机集团有限责任公司沈阳 410010)摘要:分析了计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件在国内动力领域的使用现状,指出了软件使用过程中存在的不足,对如何改进软件的使用提出了建议。
关键词:计算流体力学软件数值模拟中图分类号:O241 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)12(b)-0120-01计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)是以数值方法求解流动问题的一种计算技术,它作为流体力学的一个分支诞生于20世纪60、70年代,该学科经历了计算理论研究,算法程序化和计算程序的商业软件化等诸多发展阶段。
作为该学科研究成果的直接体现,各种CFD 软件已经成为分析航空航天、交通等动力领域中流动、传热和燃烧现象的有力工具。
随着计算机软硬件技术的飞速发展,CFD软件不仅具有了更为广泛的使用群体,而且其解决问题的层次、规模还在不断扩大。
1 使用现状我国在CFD理论研究方面与国外先进国家相比基本同时起步,国内张涵信、周力行等的研究也很具特色。
但在CFD技术发展过程的软件化、集成化和商业化等方面差距非常大。
国内至今没有出现一个完全自主的CFD商业软件。
国外CFD商业软件引进到国内动力工程领域始于20世纪90年代,这些软件一开始就以便捷的前处理工具、稳健的核心求解算法和丰富的可视化后处理功能而得到广大的使用者认可,也使得国内自主品牌的CFD软件丧失了立足和发展的可能。
经过进二十年应用,国外CFD商业软件几乎渗透到了国内动力工程领域研发、分析、评估的各个方向[1～3]并具有了如下的特点。
(1)起点高。
CFD商业软件避免了重复编程,让使用者从一些十分繁琐的共性基础工作中解脱出来,将更多的精力投入到所研究的核心问题上。
cfd在现代柴油机进气道开发中的应用
cfd在现代柴油机进气道开发中的应用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）在现代柴油机进气道开发中的应用引言：现代柴油机的进气道设计对于其性能和燃烧效率至关重要。
传统的进气道设计方法往往需要大量的试验和经验，耗费时间和资源。
然而，随着计算流体力学（CFD）技术的发展，它已经成为柴油机进气道开发中不可或缺的工具。
本文将探讨CFD在现代柴油机进气道开发中的应用，并分析其优势和挑战。
一、CFD在柴油机进气道流场分析中的应用柴油机进气道的设计需要考虑气流的流动特性以及与燃油的混合效果。
CFD技术可以模拟和预测气流在进气道中的流动情况，通过数值计算和数值模拟，可以得到流场的速度、压力和温度等重要参数。
在柴油机进气道的设计中，CFD可以帮助工程师们优化进气道的形状和尺寸，以达到最佳的气流分布和燃油混合效果。
二、CFD在喷油器设计中的应用喷油器是柴油机中关键的部件之一，直接影响到燃油的喷射效果和燃烧效率。
CFD技术可以模拟和分析喷油器内部的流动情况，通过优化喷油器的结构和喷孔的位置和尺寸，可以改善燃油的喷射效果和分布均匀性。
同时，CFD还可以预测喷油器附近的湍流和压力波动情况，以进一步优化喷油器的设计。
三、CFD在进气道噪音分析中的应用柴油机的进气道噪音是一种常见的问题，不仅会影响驾驶者的舒适性，还会对环境和周围居民产生噪音污染。
CFD技术可以模拟和分析进气道中的气流和声波的传播情况，通过优化进气道的结构和减震材料的使用，可以降低噪音的传播和产生。
CFD还可以预测不同驾驶工况下的进气道噪音水平，并提供改善措施的指导。
四、CFD在柴油机进气道热管理中的应用柴油机进气道的热管理对于提高燃油的燃烧效率和减少排放物的产生至关重要。
CFD技术可以模拟和分析进气道中的温度分布和热传导情况，通过优化进气道的散热结构和冷却系统的设计，可以有效地控制进气道的温度，降低热损失并提高燃烧效率。
CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的应用探讨
CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的应用探讨随着航空工业的发展，航空燃气涡轮发动机已成为飞机的主要动力来源。
了解航空燃气涡轮发动机的工作原理对于航空工程专业的学生来说十分重要。
而随着计算流体力学（CFD）技术的发展，它已经成为研究和教学航空燃气涡轮发动机原理的重要工具。
本文将探讨CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的应用，以及其对学生的教学效果和职业素养的影响。
航空燃气涡轮发动机是一种将空气和燃料混合后进行高温燃烧，从而产生高速气流驱动涡轮并推动飞机前进的动力装置。
它的工作原理涉及燃烧、压缩、膨胀、以及各种复杂的热力和动力学过程。
对于学习航空工程的学生来说，理解和掌握航空燃气涡轮发动机的原理是至关重要的。
航空燃气涡轮发动机的工作原理十分复杂，很多关键的过程是难以直观地观察和理解的。
传统的教学方法主要依靠文字、图片和实验室实践来进行教学，限制了学生对于发动机运行全过程和内部结构原理的理解。
CFD技术的出现为航空燃气涡轮发动机的教学带来了新的可能。
CFD技术是一种通过数值方法和计算机模拟对流体流动和传热过程进行分析的技术。
它能够根据流体力学方程和传热学方程来模拟出复杂流体流动的行为，以及对流场、温度场、压力场等参数进行定量分析。
利用CFD技术，可以方便地从宏观和微观两个层面对航空燃气涡轮发动机的工作过程进行模拟和可视化展示，使学生能够更加直观地理解发动机的工作原理。
CFD技术还可以帮助学生对燃烧过程进行模拟。
航空燃气涡轮发动机内的燃烧过程是发动机能量转化的关键环节，也是学生理解发动机工作原理的重点之一。
传统教学方法难以将燃烧过程的微观结构和燃烧效率直观地展示给学生。
而CFD技术可以通过计算和模拟燃烧室内的温度、压力和燃烧产物的分布，从而使学生能够清晰地观察到燃烧过程的细节和规律，理解燃烧对于发动机性能的影响。
CFD技术还可以帮助学生对发动机内部的流体动力学过程进行模拟。
航空燃气涡轮发动机内部存在着多种流体动力学现象，如压缩、膨胀、旋涡产生等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第07卷 第04期 中 国 水 运 Vol.7 No.04 2007年 04月 China Water Transport April 2007
收稿日期：2007-3-4
作者简介：王 飞 男（1983—） 华北水利水电学院机械学院 硕士研究生 （450011）
祁丽霞 女 华北水利水电学院机械学院 讲师 （450011） 孙永生 女 华北水利水电学院机械学院 教师 （450011）
CFD 技术在发动机研究中的应用
王 飞 祁丽霞 孙永生
摘 要：随着计算机技术和计算流体力学等相关理论的发展，数字化仿真技术被广泛应用于发动机研究的诸多领域，并且取得了许多富有意义的成果。
本文阐述了CFD 技术在发动机设计开发中的重要性，并借助于Fluent 软件介绍了CFD 技术在发动机数值模拟中的具体步骤。
关键词：发动机 CFD 动网格 数值模拟
中图分类号：TK05 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2007）04-0043-02 一、引言
发动机的整个工作过程涉及到许多复杂的物理化学变化，传统的设计主要依靠经验和实验台架的方法，其设计周期长、效率低、开发成本高，难以适应市场对产品多样化的要求。
随着计算机技术和相关理论的进一步成熟(如计算流体力学、化学反应动力学、燃烧学、数值分析、计算几何等)，为发动机中众多问题的研究和解决提供了有利的手段。
与实验相比，应用CFD 技术进行发动机工作过程的模拟计算，不仅能提供实验研究不可能提供的信息量，而且花费小、周期短、适应性强、效果明显，并能充分反应结构参数、几何形状的影响，有关参数的获取、分析与实验相比要来得简单、快捷，是一种研究发动机缸内工作过程的重要方法。
本文主要是利用通用CFD 软件Fluent 对发动机工作过程的数值模拟步骤进行详细介绍，此方法在发动机设计开发中可以起到较好的辅助作用。
二、模型的建立
CFD 技术在发动机工作过程中的计算机模拟是以流体力学、燃烧学、传热学等理论及数值计算方法和试验研究为基础，融试验研究、理论分析和数值计算为一体，综合考虑气流运动、燃烧室形状和燃烧等因素的匹配，其研究的主要内容有：物理问题的模型化、模型问题的数学处理、应用问题的模型化处理和总体效果分析。
1．几何模型的建立和网格的划分
Fluent 是一种常用的CFD 软件，其前处理器Gambit 具有一定的几何建模能力和功能强大的网格生成能力，在网格划分时，不仅提供了结构化网格和分区剖分网格能力，而且能够生成完全非结构化网格，其中包括四面体网格、六面体网格、三角柱网格和金字塔型网格，并允许以上多种网格的混合。
Gambit 与大多数的CAD/CAE 系统有丰富的接口，用户可以用I-DEAS、Pro/E、SolidWorks、Solidedge 等进行造型，然后再用Gambit 进行网格划分。
也可以在
ICEMCFD、GridGen 等网格软件中生成Fluent 可用的网格，然后输入到Fluent 中进行求解计算。
2．动网格的生成
活塞在缸内运动时对应不同的曲轴转角有不同的缸内位置，为求解不同曲轴转角下对应的流场物性参数值，要先获取不同曲轴转角时其相应的网格节点坐标，以生成活塞运动时的网格即动态网格。
然后利用Fluent 动态网格分析方法来模拟仿真，活塞的运动则由连杆长度、曲轴半径、上止点（TDC）的中心位置等几何参数和运动学参数决定。
()()
1cos 2s c A p L θ=+
−式中，p s 是活塞位置（在上止点为0，在下止点为A），L 是连杆长度，A 是活塞行程，c θ是当前的曲轴转角（上止点时刻曲轴转角为0）。
3．数学模型
各种CFD 软件的数学模型都是以纳维－斯托克斯方程组与各种湍流模型为主体，再加上多相流模型、燃烧与化学反应流模型、自由面流模型以及非牛顿流体模型等组成。
它们的差异表现在各种描述燃烧和流动的物理化学过程模型的各种有机组合及采用不同的数值计算方法上。
对于Fluent 来说，所用数学模型有描述流体运动基本规律的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程、各种湍流模型、组分质量守恒方程及相关的气体状态方程和热力学关系式。
4．边界条件与初始条件的确定
边界条件是影响计算精度和计算效率的重要因素之一，准确确定复杂的边界条件是实现高精度数值模拟的一个关键技术，在工作过程的数值模拟中，流动边界条件的确定相对简单，而与传热相关的复杂的边界条件难以精确确定。
理论上，只要取足够多的时间步，进行足够长的循环计算，这样流场的解最终将自动显示出周期性，而与初始条件
44 中 国 水 运 第07卷
无关。
而实际计算中为了使解尽快收敛，提高计算精度，尽量合理地规定初始条件还是很有必要的，特别当计算所持续的时间不足一个循环时更是如此。
5．方程的离散和求解
Fluent采用有限体积法将非线性偏微分方程转变为网格单元上的线性代数方程，然后通过求解线性方程组得出流场的解。
网格划分可以将连续的空间划分为相互连接的网格单元。
每个网格单元由位于几何中心的控制点和将网格单元包围起来的网格面或线构成。
所谓求解流场控制方程，最终目的就是获得所有控制点上流场变量的值。
有限体积法的求解策略就是用边界面或线上的通量计算出控制点上的变量。
Fluent中用于计算通量的方法包括一阶迎风格式、指数律格式、二阶迎风格式、QUICK格式、中心差分格式等形式。
Fluent提供两种数值求解方法：分离解法和耦合解法。
这两种求解方法的求解对象是相同的，即它们所求解的控制方程均为描述质量守恒、动量守恒和能量守恒的连续方程、动量方程和能量方程，在考虑湍流和化学反应时，还要加上湍流方程和化学组元方程，它们都用有限体积法作为对计算对象进行离散求解的基础方法，两种求解方法的区别在于它们所使用的线化方法和求解离散方程的方法是不同的。
三、结束语
本文对CFD辅助发动机的现代设计方法进行了描述，介绍了运用前处理软件Gambit进行建模和网格划分，并利用计算流体动力学软件Fluent进行计算分析的过程。
利用CFD软件对发动机工作过程进行精确数值模拟计算，可以不受试验环境和试验条件的限制，对于发动机的优化创新设计将起到越来越重要的作用。
参考文献
[1] 蒋炎坤.CFD辅助发动机工程的理论与应用[M]. 北京:科
学出版社.2004
[2] 史春涛,王韬,孙立星.国内内燃机数字化仿真技术应用现
状[J].拖拉机与农用运输车,2005(6).11～14
[3] 师石金,王志,王建昕.发动机CAD/CFD设计技术[J].汽车
工程, 2004, 26(5). 581～584
[4] 李向荣,付经伦,马维忍.内燃机内流动的研究[J].车用发动
机,2003(1).1～5
The application of CFD technology on the engine research
Wang Fei Qi Lixia Sun Yongsheng
Abstract：With the development of relevance theory such as computer technology and computational fluid mechanics, digital simulation technique has been broadly applied to many fields of the engine research, and many meaningful achievements have been acquired. This paper illustrates the importance of Computational Fluid Dynamics(CFD) technology in the development of engine, and introduces the concrete steps that the application of CFD technology on the numerical simulation of engine by the means of software Fluent.
Key words：engine; CFD; dynamic mesh; numerical simulation。