影响了模型的计算精度;应用最广的就是K一占模型,对于一般湍流问题K一占模型模拟准确度较高,但对于强不定常、强压缩、强旋转和各项异性的发动机湍流模拟,必须对模型进行相应的修正;亚网格尺度模型应用也非常广泛,模拟结果更接近真实的物理现象,但是该模型需要精细的网格,计算量很大;雷诺应力模型对于工程应用来说过于繁杂,所需计算时间长,耗资大.2汽油机燃油喷雾过程的多维数值模拟对于汽油机而言,燃油的喷射、雾化和蒸发及其与空气的混合对发动机的燃烧和排放具有关键的作用,因而正确地对其进行模拟是发动机多维数值模拟成功的一个关键问题.国内外在这方面进行了大量的研究,并建立了一系列模型.通过对汽油液滴的破碎、蒸发、雾化机理的研究,Naitoh和Takagi等人建立了SSP模型,HaJl等人建立了Sheet模型,Assanis等人建立了LPB破碎模型对中空汽油喷雾特性进行了模拟研究,与实验结果取得了一致.Uppert等人模拟了多组分燃油喷雾中燃油组分对喷雾发展的影响,发现在喷雾中心有大量小油滴出现,得到H洫lan等人的实验验证.S咖glnlaier,Hall,A19er等人从实验角度,Lake,HaIl等人分别用VECTIS和修改的l(IVA程序对喷油时刻和点火时刻的确定、喷雾锥角和贯穿距的优化选取等得出了有益的结论.孙勇用兀RE软件数值模拟缸内直喷式汽油机混合气形成与燃烧,得出了有关燃烧室压力、喷雾锥角、喷雾贯穿距以及喷雾液滴SMD之间的相互关系,为GDI汽油机喷雾特性的研究提供了很有价值的信息【5】.适用于发动机的两相喷雾模型有离散液滴模型(DDM)和连续液滴模型(CDM)两大类.正确建立液滴的碰撞、聚合、蒸发、破碎、湍流扩散和碰壁等子模型是建立喷雾模型的关键和难点.软件FIRE的喷雾模型是建立在离散液滴模型之上的,有一系列子模型来模拟汽油液滴的破碎、蒸发、扩散、碰壁等现象.其中蒸发模型由Dukowicz提出.Sheet模型是一种简单的、半经验的初始破碎模型,与TAB破碎模型一起使用,由Sheet模型计算燃油刚喷出喷油器的初始破碎,再由TAB模型计算随后的二次破碎过程.湍流扩散模型用来计算附加在运动粒子上的随机运动,当计算步长小于湍流相关时间时,用GosmaIl和Io觚Ilidjs提出的随机扩散方法来模拟随机运动;当计算步长大于湍流相关时间时,用O’Rourke提出的模型来模拟随机运动.碰壁模型由Naber和Reitz提出,该模型没有考虑壁面油膜的物理特性,这在多数壁面油膜不起主要作用的实际应用中是可行的.3汽油机缸内燃烧过程的多维数值模拟燃烧过程是发动机工作循环的中心环节,燃烧过程的质量决定了发动机的动力性、经济性及排放性,所以燃烧过程的模拟是内燃机数值模拟成功与否的关键所在.从20世纪20年代以来,对于燃烧模拟的研究逐渐开展并提出了各种内燃机燃烧模型及其计算程序用于燃烧模拟.1938年,G.M.Rassweiler等人为常规的均质火花点燃式内燃机提出了一个燃烧率分析模型,发现已燃质量分数等于燃烧引起的压力升高分数.1976年,D.R.Lancaster〔61等人在Kdeger—BonnaIl放热率模型上加上球形火焰面等几何考虑,以计算瞬时紊流火焰速度.1995年, 万方数据??58??车辆与动力技术2004年H.C.Magel和R.Schneider用湍流燃烧模型EBu和EDC分别对锅炉中煤粉燃烧进行了数值模拟,发现EDC模型的模拟效果较好.2002年,I.Yavuz和I.Celik用多区燃烧模型进行了敲缸预测,对发动机的防爆震问题做出了贡献.燃烧模拟的精度取决于所采用的燃烧模型的精度.目前广泛应用的燃烧模型是三维湍流燃烧模型〔7,81,有关模型的主要方式及适用范围见表1.表1三维湍流燃烧模型模型模型创始人名称及时间模型适用范围模型主要公式旋涡破1971年,由’适用于汽油机和柴油机均质燃烧。
且气流化学反应率碎模型Spalding提出,雷诺数很大(一般>104)、紊流强度也很元=善(石,等,格).即EBU后由Magnu8∞n大,化学反应速率很快.模型修正涡团耗1981年和1989适用于汽油机和柴油机燃烧模拟.且化学化学反应率散概念年。
由M孵ms-反应速率较低.N=芒翳(i一琉;)y(适用于反应速率控制的化学反模型即∞n提出EDC模应);型瓦2f≯(适用于由混合速率控制的化学反应)??湍流火1996年。
由V.适用于sl发动机均质或非均质预混燃烧模自燃机理的化学反应率焰速度L.Zir∞nt提出拟.共有两种反应机理来描述该化学反应”舡锄严,,&瑶一唧(一事);终止燃率。
其中自燃机理适用于空燃比在1.5—烧模型2.O、压力在30—120b口范围内,