三维传热有限元与KIVA模拟：内燃机耦合部件的精确建模

本文档主要探讨了"基于FEM（有限元方法）和KIVA的内燃机耦合部件传热建模"这一主题，针对的是2012年发表在华中科技大学学报（自然科学版）的一项研究。研究者们开发了一种创新的三维传热有限元计算程序，旨在提高内燃机燃烧过程的模拟精度，特别是对于燃烧室耦合部件的复杂传热行为。 首先，论文构建了一个内燃机气-固传热模型，这涉及到燃料在燃烧室内与固体部件之间的热量传递过程。通过将这个模型与KIVA程序相结合，研究人员能够获取燃烧室壁面上三维瞬态燃气温度分布以及对流换热系数的分布信息。KIVA是一个广泛使用的化学反应动力学模拟工具，结合有限元法，能够提供更细致的温度动态模拟。 以实际应用为例，文中选择了汽油机LJ377MV作为研究对象，对内燃机耦合部件的稳态温度场和瞬态温度场进行了数值计算。研究结果显示，壁面附近的瞬态温度边界条件的不均匀性对整个部件的温度分布产生了显著影响。这意味着在设计和优化内燃机时，必须精确考虑这些边界条件，以确保系统性能的稳定性和效率。 关键词如"内燃机"、"燃烧室"、"传热"、"耦合"和"有限元"揭示了论文的核心关注点，强调了这项研究在理解和改进内燃机内部传热过程中的重要性。论文的作者，董哲林、陈国华、蒋炎坤和王春发，分别代表了华中科技大学能源与动力工程学院的研究团队，他们利用国家内燃机燃烧学国家重点实验室开放研究项目的资金支持，进行了这项前沿的研究工作。 这篇文章为理解内燃机耦合部件的传热特性提供了重要的理论依据和技术方法，对于提升内燃机的热效率、减少热损失以及优化燃烧过程具有重要意义。