题目：柴油机进气道流热耦合计算

在现代内燃机中，特别是中高速柴油机的工作过程中，内燃机进气道的流动非常复杂，对缸内气体流动、燃油喷射、燃烧和排放有着重要影响。而气道的螺旋部分由于浮升力等各种作用力的出现，使得这一部分的流动和换热特性更为复杂，这些作用力的变化会直接影响到气道流场的特性从而影响气道和发动机的性能，因此本文将通过对气道的流热耦合计算来研究气道流场的特性以及浮升力对气道流场的影响。对给定的385柴油发动机进气道模型处理后导入ICEM内划分网格和定义边界条件，然后导入CFX内进行流动分析，使用不同的湍流模型分析后将结果与试验数据比较，根据结果的优劣来确定适合气道分析的湍流模型。然后在气道数值模拟计算中考虑浮力影响，计算结果表明考虑浮力影响的结果更接近于实验结果。在此基础上进行若干组计算得到了气道内壁面换热准则方程式，最后分析了离心浮升力对气道内部对流换热的影响。最后得出以下结论：1、通过计算结果和实验结果对比，证明所选用的湍流模型适用于气道模拟计算，并且考虑浮升力影响的计算结果要更加接近于实验结果；2、通过分析计算结果发现离心浮升力对气道流动换热有一定影响，离心浮升力将会增大增强传热，并得到气道内表面换热准则方程式；3、通过计算比较可以发现随着壁面热流的增大离心浮升力影响增大，这时如果不考虑离心浮升力涡流比不变，考虑离心浮升力后涡流比随之减小；同时随着涡流比的增大离心浮升力影响降低。