Кавтарадзе, Д.О. Онищенко, А.А. Зеленцов ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> Дано теоретическое обоснование и рассмотрены основные принципы решения реальных задач двигателестроения с помощью трехмерного CFD-пакета AVL FIRE. <...> Н. Э. Баумана, обучающихся по специальности «Тепловые двигатели» и осваивающих дисциплины «Специальные главы теории двигателей», «Силовые установки с двигателями наземного транспорта», может быть полезным специалистам, использующим коммерческий программный продукт FIRE фирмы AVL (г. Грац, Австрия) или другие CFD-коды, предназначенные для исследования внутрицилиндровых процессов в поршневых двигателях для улучшения их показателей. <...> В первой рассмотрены фундаментальные уравнения, на основе которых разработаны современные трехмерные математические модели рабочего процесса в поршневых двигателях. <...> Во второй части изложены практические вопросы, связанные с использованием программного комплекса FIRE, базирующегося на фундаментальных уравнениях нестационарного переноса. <...> ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТРЕХМЕРНОГО НЕСТАЦИОНАРНОГО ПЕРЕНОСА Под процессами переноса в общем подразумевают перенос любой субстанции: массы, импульса (количества движения), энергии и т. д. <...> К фундаментальным уравнениям нестационарного переноса, используемым для описания сложных турбулентных течений с движущимися границами и сопровождающихся горением, происходящим в цилиндре поршневого двигателя, относят уравнения неразрывности, количества движения, энергии и диффузии, к которым добавляется уравнение состояния. <...> На этих уравнениях основаны современные математические модели внутрицилиндровых процессов, и их изучение является основной целью теории поршневых двигателей [4, 5]. <...> Осреднения уравнений турбулентного переноса по методам Рейнольдса и Фавра рассматривают на примере уравнения неразрывности <...>
Трехмерное_моделирование_нестационарных_теплофизических_процессов_в_поршневых_двигателях.pdf
УДК 621.434.536(075.8)
ББК 31.391
К12
Рецензенты: М.Г. Шатров, В.И. Хвесюк
К12
Кавтарадзе Р. З.
Трехмерное моделирование нестационарных теплофизических
процессов в поршневых двигателях : учеб. пособие /
Р. З. Кавтарадзе, Д.О. Онищенко, А. А. Зеленцов. —М.: Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. — 85, [3] с. : ил.
Дано теоретическое обоснование и рассмотрены основные принципы
решения реальных задач двигателестроения с помощью трехмерного
CFD-пакета AVL FIRE. Приведены методы разбиения расчетной
области на контрольные объемы для случаев с одной и несколькими
подвижными границами, проанализированы особенности задания
исходных данных расчета для двигателя с воспламенением от электрической
искры и дизеля, результаты расчетов в двух- и трехмерном
представлении, создание анимированных результатов.
Для студентов старших курсов МГТУ им. Н. Э. Баумана, обучающихся
по специальности «Тепловые двигатели» и осваивающих дисциплины
«Специальные главы теории двигателей», «Силовые установки
с двигателями наземного транспорта», может быть полезным
специалистам, использующим коммерческий программный продукт
FIRE фирмы AVL (г. Грац, Австрия) или другие CFD-коды, предназначенные
для исследования внутрицилиндровых процессов в поршневых
двигателях для улучшения их показателей.
УДК 621.434.536(075.8)
ББК 31.391
Учебное издание
Кавтарадзе Реваз Зурабович, Онищенко Дмитрий Олегович,
Зеленцов Андрей Александрович
ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
Учебное пособие
Редактор В.М. Царев
Корректор Е.В. Авалова
Компьютерная верстка В.И. Товстоног
Подписано в печать 18.10.2012. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 5,12. Тираж 100 экз. Изд. № 72.
Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012
c
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ........................................................ 3
1. Фундаментальные уравнения трехмерного нестационарного переноса
........................................................... 5
1.1. Уравнение неразрывности ................................. 6
1.2. Уравнения количества движения (Навье — Стокса) ......... 11
1.3. Уравнение энергии ........................................ 22
1.4. Уравнение диффузии ...................................... 26
1.5. Фундаментальные уравнения трехмерного нестационарного
турбулентного переноса в форме Рейнольдса ..................... 27
2. Моделирование рабочего процесса в цилиндрах дизеля и бензинового
двигателя................................................. 34
2.1. Основные особенности программного комплекса FIRE . .... 35
2.2. Описание интерфейса программного комплекса FIRE ...... 36
2.3. Генерация контрольно-объемной сетки . . .................. 38
2.4. Задание параметров расчета............................... 55
2.5. Запуск расчета ............................................ 67
2.6. Мониторинг расчета ...................................... 68
2.7. Вывод результатов расчета . . . ............................. 69
2.8. Примеры расчетов ........................................ 74
Литература ...................................................... 87
Стр.88