论多相GDI喷嘴内流及喷雾特性学位

论文导读：
摘要：喷雾结构决定了燃油分布及混合气的形成，对燃烧的好坏有直接影响，由此喷油器是GDI系统中非常关键的部件，而喷嘴内部的空化现象对雾化有着本质的影响。这主要体现在空化现象极大的影响了喷嘴出口处的速度、流量、和湍动能的分布，这些都与喷雾的初次破碎密切相关，由此喷嘴内部流动又是GDI发动机设计中必须要考虑的因素。论述和试验探讨都表明：高压喷射的柴油喷嘴内部容易形成空化，而近年来有学者在探讨中发现GDI多孔喷油器在喷射历程同样会产生空化现象，与柴油喷嘴相比目前对这GDI喷嘴内的空化现象的探讨尚还不够深入。由于空化是一个不稳定的气液两相流动，而喷嘴的结构又决定了很难直接通过试验的策略观察喷嘴内部流动的情况，由此数值模拟成为喷嘴内部流动探讨的重要手段。本论文采取双流体法模拟了针阀位于最大升程和针阀运动时的喷嘴内部流动特性。计算预测了针阀在最大升程时喷孔内部是否会发生空化现象，并浅析了喷孔内流动的不均匀性。同时，还探讨了针阀运动对喷嘴内流的影响，以及喷孔内的空化进展规律。此外还输出了针阀运动时喷孔出口的流动信息，为后续的喷雾计算提供更准确地边界条件。课题组有两位师兄采取正交设计法探讨了4种不同型号的喷油器在不同的喷射压力、喷射背压、定容室温度，以及不同碰壁角度和喷油脉宽等条件下的喷雾结构与粒径分布。本论文将其中一种喷油器的试验数据作为数值计算的标定值，并采取离散液滴模型模拟了喷雾历程。计算中通过定义不同的初次破碎模型来导入喷嘴内流的计算结果，由此浅析喷嘴内流对喷雾特性的影响。关键词：GDI喷嘴论文多相流论文空化论文初次破碎论文数值模拟论文
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Abstract5-8
1 绪论8-19

1.1 课题背景及作用8-9

1.2 喷嘴内部流动的空化现象与探讨概况9-15

1.3 喷嘴内流对雾化影响的探讨概况15-18

1.4 本课题的主要探讨内容18-19

2 多相流的数学模型19-30

2.1 概述19-20

2.2 双流体模型20-24

2.3 离散液滴模型24-29

2.4 本章小结29-30

3 GDI 喷嘴内两相流的数值模拟30-47

3.1 计算网格和边界条件30-32

3.2 针阀在最大升程时喷嘴内部流动计算结果及浅析32-40

3.3 针阀运动时喷嘴内部流动计算结果及浅析40-46

3.4 本章小结46-47

4 GDI 喷雾特性的实验及数值模拟47-60

4.1 实验台架的介绍47-51

4.2 喷雾试验的结果及浅析51-54

4.3 喷雾计算的结果及浅析54-59

4.4 本章小结59-60

5 全文工作总结与今后工作展望60-63

5.1 全文工作总结60-61

5.2 今后工作展望61-63

致谢63-64
参考文献64-67