CA498发动机三维燃烧过程数值模拟与排放分析

"CA498发动机燃烧过程数值模拟 - 刘安，丁厉伟 - 大连海事大学轮机工程学院" CA498发动机燃烧过程的数值模拟是一项利用高级计算技术对柴油机性能进行预测和优化的重要研究。传统的预测方法在处理缸内温度和混合物成分的空间及时间变化时存在局限性，无法提供全面的燃烧室几何形状、喷射系统参数与性能、排放特性的关系信息。刘安和丁厉伟通过 AVL 公司的FIRE软件进行了这项三维模拟研究，旨在深入理解燃烧过程，特别是燃空当量比、温度场以及排放物生成之间的动态关系。 柴油机的燃烧过程直接影响其经济性、动力性和排放水平。复杂的燃烧过程使得实验研究面临诸多限制，包括实验条件、测试技术和成本投入。随着计算流体力学、计算传热学和化学动力学的发展，数值模拟已经成为研究内燃机燃烧过程的有效工具。 该研究专注于大连柴油机厂制造的CA498发动机，其关键参数包括缸径98mm，冲程105mm，压缩比17.5:1。考虑到孔式喷油器的分布，燃烧室被简化为1/4模型进行网格划分。活塞与气缸顶间的网格会随两者相对运动调整，而燃烧室内部网格保持恒定。计算始于进气门关闭，止于排气阀打开，以减少计算时间。 模拟结果展示了燃空当量比、温度场和NOx、Soot质量分数的分布情况。这些分布图揭示了燃烧效率、热力学状态和污染物生成的动态变化。通过分析这些结果，研究人员可以为优化发动机设计提供数据支持，例如调整燃烧室几何形状、改进喷射策略，以降低排放并提高效率。 CA498发动机的数值模拟研究是柴油机技术进步的关键一步，它为理解和改进燃烧过程提供了详尽的洞察，有助于开发更环保、更高效的发动机设计方案。