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内燃机缸内的气流运动和燃烧过程对发动机的整机性能有着重大的影响,是降低燃油消耗、减少排放和燃烧噪音的决定性因素。多维数值模拟方法具有费用低、给出信息量大,又能充分反映几何形状的影响,便于多方案比较等特点。本文用多维数值的方法,研究了内燃机的气流运动和燃烧过程。 本文工作以移植和开发美国先进内燃机燃烧模拟程序KIVA-3V为基础。在微机上实现了KIVA-3V的所有功能。编制了与专业图形处理软件接口程序,实现了二维和三维图形的输出。 本文给出了内燃机燃烧模拟的主要的数学模型,并详细探讨了各方程的数值求解方法。通过对带有进、排气门的柴油机进行计算,模拟了一个完整循环内进气道、气门和缸内气体流动的全过程。分析了缸内水平涡流、垂直涡流、挤流和反挤流的形成及演变过程。绘制了压力和温度曲线,以及压力、温度、涡流动能、涡流动能扩散率等值线图。通过与相关试验数据进行对照,表明本计算结果与柴油机实际工作状态相吻合。在模拟气体流动的同时,对化学反应和喷雾模型进行了初步的模拟,取得一定进展,为进一步开展这方面的工作打下一定基础。