發(fā)布時(shí)間：2024-03-02 00:40

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,便攜化的機(jī)電設(shè)備應(yīng)用廣泛,需要更長的續(xù)航時(shí)間,常規(guī)的電池技術(shù)已經(jīng)無法滿足相應(yīng)的要求。由于碳?xì)淙剂系母吣芰棵芏?以及內(nèi)燃機(jī)較高的能量轉(zhuǎn)化效率,微型內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)成為一個(gè)研究的重要方向,有望成為電池的替代能源。但是內(nèi)燃機(jī)微型化后,隨著尺寸的減小,流動(dòng)、燃燒和傳熱的耦合規(guī)律復(fù)雜,尤其是傳熱增強(qiáng),內(nèi)部傳熱規(guī)律研究還不成熟。所以本文以微型擺動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)(MICSE)為研究對象,利用自編程序和商業(yè)軟件對微型擺動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)工作進(jìn)行多維熱流固耦合數(shù)值仿真研究。根據(jù)MICSE的結(jié)構(gòu)和工作過程,建立了MICSE多維熱流固耦合仿真計(jì)算模型,得到了工質(zhì)多維過程和機(jī)體的瞬態(tài)溫度場分布規(guī)律。對于機(jī)體溫度場的數(shù)值模擬表明,機(jī)體溫度場的波動(dòng)僅限于燃燒室壁面很淺的表層內(nèi),使用當(dāng)量穩(wěn)態(tài)計(jì)算代替瞬態(tài)計(jì)算是可行的。為了研究MICSE傳熱特性改變對材料的強(qiáng)度和干涉特性的影響,進(jìn)一步建立了MICSE的熱/結(jié)構(gòu)耦合分析仿真模型。發(fā)現(xiàn)應(yīng)該選取熱擴(kuò)散率更大,熱膨脹系數(shù)更小和強(qiáng)度更高的材料,可以在外部做適當(dāng)?shù)纳岷腿紵冶诿嬖黾訜嵴贤繉右越档驼w溫度,保證MICSE的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和啟動(dòng)�；诮⒌腗ICSE多維熱流固耦合仿真計(jì)算...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 微型內(nèi)燃機(jī)的研究進(jìn)展
        1.2.1 微型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)
        1.2.2 微型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)
        1.2.3 微型擺動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)
        1.2.4 微型自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)
    1.3 微型能源動(dòng)力系統(tǒng)面臨的科學(xué)問題
        1.3.1 微型能源動(dòng)力系統(tǒng)中的流動(dòng)模型及機(jī)理
        1.3.2 微型能源動(dòng)力系統(tǒng)中的燃燒
        1.3.3 微能源動(dòng)力系統(tǒng)中的熱量傳遞
        1.3.4 內(nèi)燃機(jī)熱流固耦合研究研究進(jìn)展
    1.4 本文的主要研究工作
    1.5 本文的內(nèi)容安排
第二章 MICSE仿真計(jì)算模型
    2.1 MICSE的工作原理
        2.1.1 MICSE的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.2 MICSE的工作過程
    2.2 MICSE整體數(shù)值計(jì)算方法
    2.3 MICSE的熱流固耦合計(jì)算模型
        2.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)與假設(shè)定義
        2.3.2 計(jì)算區(qū)域和網(wǎng)格劃分
        2.3.3 動(dòng)態(tài)網(wǎng)格理論基礎(chǔ)
        2.3.4 計(jì)算數(shù)學(xué)方程
        2.3.5 邊界條件及初始化條件
        2.3.6 求解方法的選擇
    2.4 MICSE的機(jī)體溫度場計(jì)算模型
        2.4.1 計(jì)算對象
        2.4.2 機(jī)體傳熱計(jì)算控制方程
        2.4.3 邊界條件及初始化條件
    2.5 本章小結(jié)
第三章 MICSE多維熱流固耦合計(jì)算
    3.1 MICSE的多維熱流固耦合仿真計(jì)算方法
        3.1.1 工質(zhì)多維過程計(jì)算方法
        3.1.2 固體溫度場計(jì)算方法
        3.1.3 耦合計(jì)算結(jié)果
    3.2 MICSE的工質(zhì)多維過程溫度場計(jì)算
        3.2.1 壓縮過程溫度場變化
        3.2.2 燃燒與膨脹過程的溫度場變化
        3.2.3 排氣過程溫度場變化
    3.3 MICSE固體溫度場計(jì)算
    3.4 MICSE機(jī)體熱/結(jié)構(gòu)一體化分析
        3.4.1 計(jì)算對象
        3.4.2 材料屬性
        3.4.3 邊界條件和初值條件
        3.4.4 穩(wěn)態(tài)工況下熱/結(jié)構(gòu)分析計(jì)算結(jié)果
        3.4.5 冷啟動(dòng)工況下熱/結(jié)構(gòu)分析計(jì)算結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第四章 多尺寸MICSE的多維計(jì)算和傳熱規(guī)律
    4.1 MICSE多尺寸多維仿真計(jì)算
        4.1.1 計(jì)算對象
        4.1.2 尺寸的變化對MICSE整體運(yùn)行過程的影響
        4.1.3 尺寸的變化對MICSE壓縮進(jìn)氣的影響
        4.1.4 尺寸的變化對MICSE燃燒過程的影響
        4.1.5 尺寸的變化對MICSE膨脹過程的影響
        4.1.6 尺寸變化的多場耦合規(guī)律
    4.2 MICSE內(nèi)部工質(zhì)與壁面間傳熱規(guī)律
        4.2.1 內(nèi)燃機(jī)Woschni瞬態(tài)換熱經(jīng)驗(yàn)公式
        4.2.2 多元非線性回歸模型
        4.2.3 MICSE腔內(nèi)瞬態(tài)換熱經(jīng)驗(yàn)公式
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3916064