基于三维动网格的驱动气缸启动特性研究

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柴油轿车四气门缸盖现代设计方法

柴油轿车四气门缸盖现代设计方法
王志;黄荣华
【期刊名称】《华中科技大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2001(29)6
【摘要】使用三维CAD技术 ,在Pro/Engineer中完成了一种 16气门轿车柴油机中最复杂的零件———气缸盖的三维实体造型 .提出了缸盖设计的一般步骤。

【总页数】4页(P85-88)
【关键词】柴油机;设计;四气门;气缸盖;CAD;柴油轿车;三维实体造型
【作者】王志;黄荣华
【作者单位】华中科技大学能源与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK423
【相关文献】
1.重型柴油机四气门气缸盖的设计 [J], 窦慧莉;刘忠长;王鹏程;王刚;陈海娥;李康
2.CA6DL柴油机四气门缸盖进气道的开发 [J], 陆金龙;张熠盛;王鑫泽;翟永辉
3.4105柴油机四气门缸盖切向进气道的试验研究 [J], 谭理刚;蒋瑞斌;崔东晓;郭华;龚金科
4.两气门柴油机缸盖火力面热边界条件的确定方法 [J], 赵高岩;张威望;董非;贾和坤
5.低油耗轻型柴油机四气门气缸盖设计 [J], 李强;吴世友;洪波;郭洪山
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基于动网格和UDF技术的气缸动态特性研究

2010年11月第38卷第21期机床与液压MACH I NE TOOL &HYDRAUL I CSN ov .2010V ol 38No 21DO I :10.3969/j issn 1001-3881 2010 21 004收稿日期:2009-11-02基金项目:科技部国家科技支撑计划课题(2007B AK35B02)作者简介:葛如海(1957 ),男,教授,博士生导师,主要从事汽车被动安全性研究及汽车轻量化研究。

E -m ai :l grh @u j s edu cn 。

基于动网格和UDF 技术的气缸动态特性研究葛如海,王桃英,许栋,臧绫(江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013)摘要:基于FLUENT 软件提供的计算方法和物理模型,利用动网格及UDF (用户自定义函数)技术,对活塞运动过程进行动态数值模拟。

通过动网格的生成与消亡,较好地解决因活塞运动所导致计算区域瞬时变化问题。

得到气缸在不同蓄能腔体积、量孔直径及活塞作用面积下,活塞所受轴向力、位移变化等特性的可视化仿真结果,获得气缸内部流场分布。

分析蓄能腔体积、量孔直径及活塞作用面积对气缸动特性的影响。

结果表明:活塞作用面积对活塞动特性影响最大,其次是蓄能腔体积,而量孔直径大小的影响最小,为气缸优化设计提供理论依据。

关键词:气缸;动网格;UDF;动态特性;活塞中图分类号:TH138 51 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2010)21-012-4Dyna m ic Characteristics of Pneu matic Cylinder Based on Dyna m icM esh and UDFGE Ruha,i WANG Taoy i n g ,XU Dong ,Z ANG L i n g(Schoo l o fAuto m ob ile and Traffic Eng i n eering ,Ji a ngsu University ,Zhen jiang Ji a ngsu 212013,China) Abstract :Based on the ca l culati on and physical m ode ls of FLU ENT soft w are ,the m ove m en t o f the piston was si m u l a ted byusi ng dyna m ic m es h and UDF (user defi ned function).T he prob l em o f reg i onal i nstantaneous change i n ca l culati on area w hich was re s u lted by piston m ov i ng was w e ll so l v ed by genera ti on and d i sappearance o f dyna m i c m esh .T he v i sualization s i m u l a tion res u lts of the force on t he pist ons and t he disp l ace m ent character i stics w hich w ere produced at d ifferen t vo l um e o f st o rage con tai ner ,t he dia m eter of jet bore and t he area of the p i ston o f cy li nde r w ere go tten .T he i n fluences of the vo l u m e o f storag e conta i ner ,the dia m eter o f j e t bo re and t he area of the p i ston on the dynam ic character istics o f the cy li nder w ere ana l yzed .T he results show tha t :The a rea o f t he p i ston has t he l a rgest i nfl uence on t he dyna m ic charac teristi cs o f the p iston ,t he fo llowed i s the vo l u m e o f sto rage con tai ner ,and t he s m allest is the d i ame ter of jet bo re ,wh ich prov i de a theo re ti ca l basis f o r the cy li nder design .K eyword s :Pneu m atic cy li nder ;D yna m ic m esh ;UDF;Dyna m i c charac teristics ;P ist on在汽车碰撞乘员约束系统研究中常采用汽车座椅、汽车坐垫动态调节机构来减少汽车碰撞时乘员的伤害。

基于动网格技术的理想液压缸运动数值计算

第３Ｏ卷第ｌ２期
２０１３年ｌ２月
机

电
工
程
Ｖ０１．３０Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ．２０１３
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ
ｒｕｎｎｉｎｇｓｐｅｅｄ．Ａｎｉｄｅｌｉａｚｅｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒｗａｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｎｌａｌｆｏｗｉｆｅｌｄｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒａｎｄｔｈｅｐｉｓｔｏｎ
ＪＩＮＸｉａｏ — ｈｏｎｇ，ＹＡＮＧＫｅ，ＳＨＥＮＹａｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒｉｓｔｈｅｉｆｒｓｔｃｈｏｉｃｅｆｏｒｄｉｒｖｉｎｇｔｈｅｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｈｉｇｈｐｏｗｅｒｌｉｎｅａｒｍｏｔｉｏｎｌｏａｄ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔａｂｌｅｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｔｏｔｈｅｌｏａｄ，ｉｔｍｕｓｔｂｅｕｎｄｅｓｔｒａｎｄｅｄｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒａｔｈＪｇｈ

基于PumpLinx的变量燃料泵流动特性仿真研究

基于PumpLinx的变量燃料泵流动特性仿真研究王凯;孙涛;史小锋;伊寅;李永东;黄艳芬【摘要】To reveal the flow characteristics of the variable fuel pump for a torpedo, this paper proposes a hydraulic simulation method of the static variable cylinder valve axial piston pump by using the rotary cylinder plunger pump template in the professional pump computational fluid dynamics(CFD) simulation software PumpLinx, and further sim-ulates and analyzes the flow, pressure and cavitation of the pump. Simulation results show that this pump does not pro-duce cavitation, but there exists obvious pulse offlux with unsmooth transition. This research may benefit the improve-ment and design of the fuel pump with variable valve angle.%为了研究鱼雷变量燃料泵的流动特性, 文中提出了一种使用标准模版实现静缸式柱塞泵的研究方法, 通过3D建模软件UG与计算流体力学(CFD)仿真软件PumpLinx 完成对柱塞泵的仿真.在此基础上, 进一步对泵的流量、压力和空化进行了仿真和分析.仿真结果表明, 变量泵不会产生空化现象, 但流量脉动较大且高低压过渡不平稳, 这些结论对变量泵的改进设计有一定的参考价值.【期刊名称】《鱼雷技术》【年(卷),期】2015(023)006【总页数】5页(P444-448)【关键词】鱼雷;变量燃料泵;静缸式【作者】王凯;孙涛;史小锋;伊寅;李永东;黄艳芬【作者单位】中国船舶重工集团公司第705研究所,陕西西安, 710075;水下信息与控制重点实验室,陕西西安, 710075;中国船舶重工集团公司第705研究所,陕西西安, 710075;中国船舶重工集团公司第705研究所,陕西西安, 710075;中国船舶重工集团公司第705研究所,陕西西安, 710075;中国船舶重工集团公司第705研究所,陕西西安, 710075;北京海基嘉盛科技有限公司,北京, 610041【正文语种】中文【中图分类】TJ630.32动力系统是鱼雷的重要组成部分，它对鱼雷的航速、航深、可靠性等都有着重要影响［1］。

车用柴油机气缸体强度的有限元分析

车用柴油机气缸体强度的有限元分析发表时间：2009-11-17 刘云来源：万方数据关键字：气缸体有限元子模型疲劳分析信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本采用Pro／E和HyperMesh对改进后的某车用柴油机气缸体进行了三维实体建模和网格划分，基于ABAQUS分析平台计算了改进后的机体应力分布情况；同时结合凸轮轴孔子模型，采用Fatigue软件进行高周疲劳分析。

计算结果表明：改进后凸轮轴孔处的疲劳安全系数均大于1．1，满足疲劳强度设计要求。

引言机体作为安置气缸和曲柄连杆机构以及其它辅助机构的主体骨架构件，承受着极为复杂的载荷，其刚度、强度以及动态特性对发动机的动力性、经济性和可靠性有着很大的影响。

随着欧Ⅲ、欧Ⅳ柴油机的研制和生产，不断提高的爆发压力和强化指标，对柴油机机体的刚度、强度和动力特性都提出了更加严格的要求。

有限元法作为一种通用的数值分析方法，是目前研究机体类复杂结构受力最为可靠和有效的方法。

本文采用有限元子模型技术及ABAQUS软件中的非线性接触分析模块，对改进后的某车用柴油机气缸体进行有限元强度分析，结合疲劳分析软件MSC．Fatigue重点考察凸轮轴孔子模型的疲劳安全强度，对改进措施进行分析和评价。

1 有限元模型的建立图1 机体有限元模型采用Pro／E和HyperMesh对该车用柴油机前三缸气缸体、框架、主轴瓦、凸轮轴瓦、主轴承螺栓等进行三维实体建模和网格划分。

为了保证有限元计算的准确性，仅对计算精度影响较小的螺钉孔和销钉孔进行适当简化，划分网格后的机体有限元模型如图1所示。

为重点考察改进后凸轮轴孔处的强度，取凸轮轴孔部位建立计算子模型，以获得较为精确的结果。

有限元模型采用10节点四面体单元，各零部件的单元数目和节点数目如表1所示。

表1 机体计算模型中各零件的单元数与节点数2 载荷与边界条件由于重点考察主轴承力对机体尤其是凸轮轴孔的影响，故对机体顶面节点进行约束。

柴油机进气过程三维瞬态数值模拟研究

柴油机进气过程三维瞬态数值模拟研究何文剑;孙平;王唯栋【摘要】利用三维造型软件Pro/E实现了螺旋进气道-气门-气缸的三维实体模型；运用FIRE软件对三维模型进行了进气流动的瞬态数值模拟,获得进气过程中气缸内部流场的速度场和湍动能的变化规律；揭示缸内涡流从多涡流结构向单涡流结构的形成过程.阐述了瞬态模拟和稳态模拟计算方法的不同之处,对两者模拟结果进行了对比,揭示了瞬态模拟的优越性.【期刊名称】《车辆与动力技术》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】6页(P33-37,58)【关键词】柴油机;螺旋进气道;数值模拟;进气流动【作者】何文剑;孙平;王唯栋【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院,镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TK421.3在柴油机中，进气过程进入气缸的空气量和气体的速度分布及其涡流和湍流状况等明显影响着燃烧过程，从而影响其经济性、动力性和排放指标，而进气道的结构直接影响内燃机缸内新鲜空气充量的多少和涡流的强度，从而直接关系到内燃机的燃烧完善度、排气的成分以及废气可用能量等[1-2].三维瞬态数值模拟是近年随着计算机计算速度的提升以及计算机图形处理技术的发展而逐渐发展完善的.瞬态模拟计算通过动网格技术可以更准确地分析进气过程中缸内湍流强度，流场速度等随曲轴旋转的变化规律[3].作者利用FIRE软件完成了柴油机在进气过程中进气道-气门-气缸内气体流动的三维瞬态数值模拟，分析螺旋气道的性能参数及缸内流场状态，为柴油机进气道的设计提供理论依据.1 计算模型的确立1.1 几何模型的建立在Pro/E中建立了螺旋进气道-气门-气缸的三维几何模型，没有考虑排气道和燃烧室的影响，并假设活塞顶面是一个移动的平面，只研究进气过程的螺旋进气道性能.定义进气上止点为360°CA，则计算周期是从上止点开始到接近进气终了的时刻，即曲轴转角从361°CA到565°CA的进气行程.计算开始时刻，进气门已经提前设定为开启状态，即在361°CA时气门开度与实际是相吻合的，同时这一区间包括了绝大部分的进气过程，初始计算三维模型如图1.图1 气道初始计算三维模型1.2 移动网格的生成动网格的生成首先是利用Fire软件中的静态网格生成工具生成相应初始三维模型的体网格，然后，利用 Fame Engine Plus模块来移动初始网格[4].其中，气门是按照发动机气门升程表和配气相位来运动，表1为气门配气相位，图2为计算用气门升程曲线.最后所生成网格质量较好，没有负网格出现，只有少量Twist Face 出现，但并不影响瞬态计算收敛.表1 配气相位12进气门关(ABDC) 38排气门开(BBDC) 50排气门关(ATDC)/°CA 进气门开(BTDC)气门状态曲轴转角14图2 模拟计算用气门升程曲线图3为活塞运行到达下止点曲轴转角540°CA处对应的网格剖面图，此时气缸容积最大，气门已经回落至升程约3 mm的位置.图3 540°CA曲轴转角处的动网格剖面图1.3 边界条件的确定初始条件和边界条件一般靠经验、试验结果和参考文献获得，也可以由一维模拟软件计算得出.对于气道计算中，边界条件则是根据前人试验结果得出[5].一般在入口面加总压，气缸出口处加静压，进、出口边界采用压力边界条件.考虑到要与稳态模拟以及试验边界条件一致，设定气道进口压力为100.5 kPa，气缸出口压力为97.07 kPa.壁面温度采用绝热边界条件，固定温度与试验条件一致，为305.15 K;壁面速度采用绝对无滑移、无渗透边界条件，用湍流壁面函数对边界层进行处理[6].1.4 方程的离散及求解在设定初始边界条件后，设定柴油机转速为额定转速3 200 r/min.湍流模型选择标准k-ε模型，选择有限体积法对偏微分方程离散求解，压力-速度耦合计算采用SIMPLE方法[7].最终结果从曲轴转角361°CA一直到565°CA每一度都计算收敛.2 瞬态模拟的缸内流场分析2.1 缸内平均参数的变化图4至图7为模拟计算过程中的部分缸内平均参数变化图.图4表示的是缸内气体质量随曲轴转角的变化情况.可以发现:在进气初期，由于气门开度很小，进入气缸内的气体质量增加很少，对计算结果影响不大，所以，在建立三维模型时，忽略曲轴转角360°CA之前的进气过程是完全可行的.缸内气体压力随曲轴转角的变化情况如图5所示，可以看出来:活塞经过上止点开始下行，气门升程很小，缸内容积增加，缸内压力下降，使得气道与缸内压差迅速增大.随着气门的逐渐开启，气道处的气体将以很高的速度流入缸内，缸内充量增加，压力出现一个平缓过渡期.当曲轴转角旋转到390°CA时，由于气门升程增大，活塞下行速度较大，缸内容积继续增加，缸内气体压力继续下降.当曲轴转角旋转到440°CA左右时，缸内充量增加速度大于缸内容积增加速度，缸内的压力开始上升.图6为湍动能随曲轴转角的变化情况，从中可了解到，进气过程中，缸内平均湍动能值在曲轴转角旋转到460°CA左右时达到最大值，到了进气后期，缸内平均湍动能将会逐渐下降.在活塞运动到下止点之前，活塞下移的速度逐渐减慢，但是进气系统向缸内充气的气体流速依然很高，缸内气体质量仍能缓慢的增加，进气门的迟闭正是利用在这种进气过程中形成的气流惯性，实现向气缸的惯性充气，增加缸内充量.这样也使得进气末期，缸压略高于气道或进气管压力.图6 湍动能的变化由图5中可以看出进气终了时，缸内压力已经高过进气管初始压力，如果进气门此时仍然打开，就容易导致缸内气体倒流，运用三维瞬态模拟就可以直观地检验进气终了时，缸内气体是否发生倒流.图7为进气过程中缸内流入和流出的质量流量随曲轴转角的变化情况.图7就可以发现有少量气体有倒流现象:在该转速工况下，曲轴转角在550°CA后缸内有少量气体流出气缸，缸内流出的气体流量开始增加，说明该转速下进气迟闭角过大，配气相位并不是最佳的.图7 质量流量的变化2.2 湍动能场的分析湍流是当今世界上的科学难题之一，而内燃机气缸内气体充量始终在进行着极其复杂而又强烈瞬变的湍流运动[8].湍动能值比较大的位置，气流运动就相对比较强烈，且运动状况比较复杂，但是气流速度大，则相应的摩擦力也很大.对于气道设计，总是希望达到设计所要求的涡流比而又阻力最小，所以，了解进气过程中湍动能的分布是非常有必要的.湍动能场有两种显示方法:①等值线法;②云图法.等值线法表达更加清晰，而云图法表达比较直观形象.文中采用湍动能等值线图来表示湍动能运动过程.图8为不同曲轴转角下正截面上湍动能场的分布图.由图可知在进气过程前期，湍动能值较大区域主要集中在气门以及气门杆的右侧，此时由于气门的节流作用，缸内湍动能值相比气门附近区域较小.随着气门升程的增大气体流速逐渐增高并且直接冲击气门杆和气门头部过渡圆弧面，由于右侧气流更靠近气缸壁面，所以，该侧流域湍动能值比其它流域的值要大，这种状态一直持续到520°CA曲轴转角.在以后的过程中，由于活塞下行使缸内空间变大和缸内涡流的形成，湍动能的主要分布由进气道逐渐转移到气缸内部，靠近气缸壁面和气门边缘的湍动能值比较大，最后随着曲轴转角的进一步增大，湍动能在缸内的分布趋于平均化.图8 不同曲轴转角的缸内湍动能场2.3 速度场的分析如图9为不同曲轴转角位置的气缸水平截面上的速度矢量图.Z为不同截面距缸盖底面的距离，负号表示该截面处于缸盖底面之下.图9 不同曲轴转角气缸水平截面速度场矢量图从曲轴转角430°CA时的不同水平截面图中可以发现，在Z=－20 mm平面处已经形成一个完整的大涡流，处在气门的正下方，但此时缸内流场比较紊乱，该平面内的最大速度处在涡流的外围，为136.63 m/s，由于气缸壁的约束使得在气缸壁面处有小涡流形成的趋势;在Z=－35 mm平面上，涡流中心已运动到接近气缸中心，该平面内的流体最大速度降低为84.69 m/s.从曲轴角度460°CA对应的水平截面图中可以发现，在Z=－20 mm平面处已经有3个涡流产生，随着气流下行，3个涡流慢慢融合成一个靠近气缸中心的唯一涡流且速度分布较均匀;在曲轴转角520°CA处，气门回落至约6 mm处，活塞继续往下止点运行，但是随着活塞速度的减小和缸内压力进一步升高，该截面最大流速相对460°CA曲轴转角有所下降.此时，从横截面图可见3个涡流并没有因为速度的降低而消失，而在向活塞顶面发展时，3个涡流融合的速度放缓，直至Z=－75 mm平面处才融为一个靠近活塞顶面的涡流，此时流速较小.2.4 瞬态模拟与稳态模拟结果的对比针对螺旋进气道分别进行了稳态数值模拟和瞬态数值模拟:稳态模拟中，没有加入活塞运动对气流的影响，气门位置固定不变，分别选取不同气门升程来进行计算;瞬态模拟中，加入活塞运动，气门是按照气门升程曲线运动的，计算区域是动态变化的.选取最大气门升程9.3 mm时的两种模拟结果进行对比研究.以TS(Transient simulation)代表标定转速下的瞬态模拟结果数据;以SS(Steady simulation)代表标定转速下的稳态模拟结果数据[9].气门在最大升程时对应曲轴转角为463°CA，图10(a)、(b)是最大气门升程9.3 mm位置时瞬态模拟与稳态模拟速度场的对比.从图中可以看出:TS中最大速度达到280 m/s左右;SS中最大速度只有150 m/s.TS中缸内气流速度整体要大于SS中的结果.因为在瞬态模拟中，活塞的向下运动带动周围气体，致使气流速度增大，在模拟中加入活塞的运动更能体现缸内流场的真实情况.另外，在图10(a)TS中可以看出，在缸内右侧下部分有形成滚流的趋势，由于活塞顶的阻挡而形成的.与图10(b)SS相对比，显然TS中的气流运动更为复杂.图10 9.3 mm气门升程下的缸内速度场对比图11(a)、(b)是最大气门升程时，瞬态模拟与稳态模拟湍动能场的对比.可以看出:瞬态模拟的缸内平均湍动能值在100～150 m3/s2，大于稳态模拟的湍动能值且趋于均化，在缸内底部还存在湍动能较高区域，这种分布有利于气体的流动.稳态结果中，高湍动能区仍位于气门座圈附近没有完全进入气缸，缸内平均湍动能偏低.图11 9.3 mm气门升程下的缸内湍动能场对比由以上对比可以看出:标定转速下，瞬态模拟的流场速度在气门升程增加的过程中，始终较稳态模拟的流速大，涡流结构不同，且两者的湍动能大小与分布差异很大;在进气终了时刻的气体倒流现象也是稳态模拟不能得出的结果.从两者的对比分析可以认为，瞬态模拟缸内流场具有其相对优越性，其模拟结果更为真实可靠，并能够成为螺旋气道设计开发或气道改进的参考依据.3 结论1)较为系统地对螺旋进气道进气过程进行了三维瞬态数值模拟，可以更为详细地了解缸内流场各物理量的变化情况，并直观地对其流动特性进行了分析，继而为螺旋进气道的设计提供一定的理论依据.2)通过对进气过程中缸内平均参数变化情况的研究，直观地检验了在进气终了时刻缸内气体是否发生倒流现象，为配气相位的调整提供指导依据.3)在整个进气过程中，湍动能随着曲轴转角呈现先增大后减小的趋势，湍动能相对较高区域从气缸顶部下移到气缸中部，最后趋于均化，湍动能的这种分布特性对燃油的雾化以及与空气的混合均产生积极地影响.4)与稳态数值模拟相比较，三维瞬态数值模拟具有实时性，瞬态结果中缸内速度场和湍动能场的分布更符合缸内流场实际情况，具有较大的优越性.参考文献:[1] 周龙保，刘巽俊，高宗英，等.内燃机学[M].第2版.北京:机械工业出版社，1992.[2] 蒋德明，陈长佑，杨嘉林，等.高等车用内燃机原理(上册)[M].西安:西安交通大学出版社，2006.[3] 罗马吉，黄震，蒋炎坤，等.内燃机进气过程多维数值模拟的研究[J].车用发动机，2003(5):11-14.[4] AVL Fire User Manual[R].AVL Version 2008 Primer，June 2008.[5] 戴云.直喷式柴油机螺旋进气道三维造型及其优化设计[D].镇江:江苏大学，2007.[6] 文醉.非道路用柴油机缸内气体流动与喷雾三维数值模拟[D].武汉:武汉理工大学汽车工程学院，2010.[7] 杨玟，吴承雄.螺旋进气道-气门-气缸内空气运动的3维数值模拟[J].内燃机学报，1999，17(1):61-62.[8] 王福军.计算流体动力学分析-CFD软件原理与应用[M].北京:清华大学出版社，2004.[9] 陆文霞.螺旋进气道结构参数对气道性能影响的研究[D].镇江:江苏大学，2010.。

基于气缸动态特性的时序优化

基于气缸动态特性的时序优化
马娟娟;赵东标;陆永华;李志梅
【期刊名称】《液压与气动》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】气缸的动态特性复杂,在前人的研究基础上,建立气缸的动态特性数学模型,并采用龙格库塔法进行仿真.基于仿真结果和机构分析,用时序图的方法优化各个气缸的动作时间和运动顺序,在防止干涉的情况下,有效地将串行时间转化成并行时间,使得多气缸协调动作且时间最短.
【总页数】3页(P74-76)
【作者】马娟娟;赵东标;陆永华;李志梅
【作者单位】南京航空航天大学机电学院,江苏南京,210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京,210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京,210016;沙洲职业工学院机械动力工程系,江苏张家港,215600
【正文语种】中文
【中图分类】TH138
【相关文献】
1.基于小波分析和时序分析的柴油机气缸压力识别 [J], 张振仁;石林锁;王成栋;薛模根;陈祥初
2.基于动网格和UDF技术的气缸动态特性研究 [J], 葛如海;王桃英;许栋;臧绫
3.基于Hypermesh和Abaqus的气缸盖动态特性分析 [J], 贺信菊;卜安珍;夏兴兰;钱怡
4.基于有用时序偏差的时序优化方法 [J], 李雪艳;廖一鹏
5.基于CFD技术的天然气压缩机组气缸动态特性分析 [J], 黄泽奇
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《2024年气泡动力学特性的三维数值模拟研究》范文

《气泡动力学特性的三维数值模拟研究》篇一一、引言气泡动力学特性在多个领域中有着广泛的应用，包括化学工程、海洋科学、环境科学等。

对于理解其内部动力学行为及影响因素，我们迫切需要进行三维数值模拟研究。

本篇论文的目标即对气泡动力学的三维数值模拟进行研究，深入探索其内在机制及影响因素。

二、背景及目的近年来，随着计算机技术的发展，气泡动力学的三维数值模拟成为研究该领域的一种重要手段。

通过三维数值模拟，我们可以更直观地了解气泡的生成、发展、变化及消亡过程，从而为实际工程应用提供理论支持。

本研究的目的是通过建立精确的三维模型，分析气泡的动态特性，并探讨各种因素对气泡行为的影响。

三、研究方法本研究采用三维流体动力学模型进行数值模拟。

首先，我们建立了气泡的三维模型，并利用计算流体动力学（CFD）软件进行模拟。

在模拟过程中，我们考虑了流体的粘性、表面张力、重力等因素对气泡的影响。

此外，我们还采用了高精度网格技术以提高模拟的准确性。

四、模拟结果与分析1. 气泡的生成与变化在模拟中，我们发现气泡的生成与周围流体的性质密切相关。

当流体中的压力达到一定值时，气泡开始生成。

其形状在初生时多为圆形或近似球形，随后会受到流体动力和其他外部力的影响而发生变化。

随着气体的释放和扩散，气泡的形状变得更为复杂，出现扭曲、形变等现象。

2. 气泡的动力学特性通过模拟，我们观察到气泡在流体中的运动受到多种力的作用，包括流体动力、表面张力、重力等。

这些力共同决定了气泡的运动轨迹和速度。

此外，我们还发现气泡的大小和形状对其动力学特性有显著影响。

大而扁平的气泡在流体中更容易受到阻碍，而小而圆的气泡则更为活跃和快速地运动。

3. 影响因素的探讨我们对流体的粘性、表面张力以及气体的释放速率等因素进行了模拟研究。

结果显示，流体的粘性对气泡的大小和运动速度有显著影响，粘性越大的流体产生的气泡越小且运动速度较慢；表面张力则决定了气泡的形状和稳定性；气体的释放速率则决定了气泡生成的频率和数量。

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２０１３年８月
机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ａｕｇ．２０１３Ｖｏ１．４１Ｎｏ．１５
第４１卷第１５期
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．１５．０２４
据。
关键词：驱动气缸；启动特性；动网格；ＦＬＵＥＮＴ软件
中图分类号：ＴＨ１３８．５１文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３８８１（２０１３）１５— ０８８— ４
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔａｒｔｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＰｎｅｕｍａｔｉｃＣｙｌｉｎｄｅｒＢａｓｅｄｏｎ３ＤＤｙｎａｍｉｃＭｅｓｈ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｎｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｂｙｖｅｈｉｃｌｅｓｅａｔｃｕｓｈｉｏｎｏｂｌｉｑｕｉｔｙａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅ，ａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ（３Ｄ）ｍｏｄｅｌｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒｓｔａｒｔｉｎｇｓｔａｇｅｗａｓｂｕｉｌｔａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｌｗａｓｍｅｓｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇ
（ＵＤＦ）ａｎｄｄｙｎａｍｉｃｍｅｓｈｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｓｉｍｕｌａｔｅｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄａｎｄｒｅｓｕｌｔｗａｓｖｅｉｒｉｆｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｉｔｈｂｕｉｌｔｔｅｓｔｐｌａｔ－
基于三维动网格的驱动气缸启动特性研究
应龙，葛如海，杨工作
（江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江２１２０１３）
摘要：针对汽车安全座椅坐垫倾角调节装置对其驱动机构的特殊要求，根据其结构和工作原理，建立气缸启动阶段的三维模型，并将模型进行网格划分。根据ＦＬＵＥＮＴ软件提供的计算方法和湍流模型，结合ＵＤＦ（用户白定义函数）和动网格技术进行了模拟计算，并搭建实验台进行实验验证。使用验证后的模型分析了启动气管通道长度、启动压力、活塞直径和喷口高度这几个参数对气缸启动特性的影响。结果表明：对启动特性影响最大的是启动通道长度，其次是启动压力，活塞直径在一定范围内对其有影响，而喷口高度的影响很小。研究结果为坐垫倾角调节装置驱动气缸的优化提供了理论依
ＹＩＮＧＬ０ｎｇ。ＧＥＲｕｈａｉ，ＹＡＮＧＧｏｎｇｚｕｏ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅａｎｄＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＺｈｅｎｊｉａｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）
ｐｉｒｎｃｉｐｌｅ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｌｆｏｗｍｏｄｅｌｓｏｆＦＬＵＥＮＴｓｏｆｔｗａｒｅ，ｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈＵｓｅｒ－ＤｅｉｆｎｅｄＦｕｎｃｔｉｏｎ
ｆｏｒｍ．Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅｓｔａｒｔｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｏｆｔｈｅｐｎｅｕｍａｔｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒ，ｓｕｃｈａｓｌｅｎｇｔｈｏｆｓｔａｒｔｉｎｇｃｈａｎｎｅｌ，ｓｔａｒｔｉｎｇｐｒｅｓ－