第一章 绪论 1
1.1 CFD辅助发动机工程概述 1
目录 1
1.2 CFD辅助发动机工程的研究进展 4
1.2.1 CFD辅助发动机工程的形成 4
1.2.2 CFD辅助发动机工程中的CAD技术 6
1.2.3 数理模型及求解方法的研究 8
1.2.4 CFD辅助发动机工程的研究历程 11
1.2.5 CFD中的可视化技术研究进展 36
1.3 CFD辅助发动机工程的研究内容 41
2.1 CFD辅助发动机工程的系统组成 42
2.1.1 计算机辅助发动机工程的系统组成 42
第二章 CFD辅助发动机工程及其几何建模 42
2.1.2 CFD辅助发动机工程的系统建模 46
2.2 CAD平台的构建 48
2.2.1 CAD技术 48
2.2.2 CAD平台的构建 50
2.3 数据库技术 58
2.3.1 数据信息的处理 58
2.3.2 数据库的结构化模块设计 59
2.4 计算机辅助几何建模 62
2.4.1 曲线曲面的描述 62
2.4.2 内流系统的几何建模 66
第三章 CFD辅助发动机工程的数学建模 75
3.1 引言 75
3.2 准维模拟数学模型 76
3.2.1 缸内过程基本热力学方程及推导 77
3.2.2 湍流火焰传播模型 79
3.2.3 燃烧室壁面的传热计算 86
3.2.4 工质物性参数的计算 89
3.2.5 火焰传播与燃烧室结构的相关性 97
3.2.6 发动机整体性能指标 108
3.3 多维模拟数学模型 109
3.3.1 多维模型的建立 109
3.3.2 模型求解方法 113
3.3.3 数值模拟流程 128
第四章 网格自动生成技术 131
4.1.1 网格划分的一般要求及其划分方法的分类 132
4.1 网格自动生成的技术基础 132
4.1.2 结构化网格和非结构化网格 134
4.1.3 分快结构化网格生成技术 135
4.2 网格自动生成方法 137
4.2.1 单域贴体网格的自动生成 137
4.2.2 分快贴体网格的整体集成 148
4.2.3 网格自动生成流程 150
4.2.4 应用实例 152
4.3 计算机辅助网格生成 159
4.3.1 ICEM CFD技术 160
4.3.2 计算机辅助网格生成 162
4.4 动态网格自动生成 168
4.4.1 活塞运动动态网格生成 169
4.4.2 气门运动动态网格生成 172
4.4.3 窄网格层单元调整 174
4.4.4 应用实例 175
第五章 汽油机准维循环模拟 176
5.1 二冲程汽油机换气过程模拟 176
5.1.1 二冲程汽油机“混合-分层”组合扫气模型 176
5.1.2 工作过程准维模拟计算流程 182
5.1.3 二冲程发动机的结构特点及其主要参数 183
5.1.4 发动机示功图的测录 185
5.1.5 计算结果与分析 186
5.1.6 变参数性能预测 192
5.1.7 燃烧模型的计算结果与分析 198
5.1.8 分形在准维燃烧模型中的应用 203
5.1.9 一种改进的质量燃烧率模型 209
5.2 四冲程汽油机准维循环模拟 214
5.2.1 四冲程汽油机的结构特点及其主要参数 214
5.2.2 四冲程汽油机准维循环模拟 215
5.2.3 变参数性能预测 218
第六章 二冲程发动机中的气体流动特性 224
6.1 引言 224
6.2 计算初、边值条件的处理 226
6.2.1 计算网格的划分 226
6.2.2 初、边值条件的处理 228
6.3 计算结果及分析 229
6.3.1 原设计方案的计算分析 230
6.3.2 扫气系统的改进与分析 254
6.3.3 缸内流场的基本结构 262
第七章 四冲程发动机中的气体流动特性 263
7.1 引言 263
7.2 进气道及缸内系统的气体流动特性 264
7.2.1 计算机初、边值条件的处理 264
7.2.2 计算结果与分析 269
7.3 进气管与进气道及缸内系统的气体流动特性 307
7.3.1 计算区域结构特点及主要参数 307
7.3.2 初、边值条件的处理及数字模型的补充 311
7.3.3 计算结果与分析 313
7.4 四冲程六缸发动机进气管系统流动特性 336
7.4.1 流场特性分析 336
7.4.2 流量特性分析 340
7.4.3 进气管内流场基本特性 342
第八章 发动机气体流动计算的可视化技术 343
8.1 数据的有效管理及其数据结构 343
8.2 数值计算的可视化技术 344
8.2.1 可视化技术的基本概念和方法 345
8.2.2 基于MC算法的等值面生成 348
8.2.3 剖面绘制技术 362
8.2.4 等值线生成技术 366
8.2.5 矢量场可视化 368
8.2.6 体绘制技术 374
8.3 系统组成及计算结果的可视化 382
8.3.1 系统组成 382
8.3.2 计算结果可视化举例 384
参考文献 388