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内燃机传热全仿真的总体思想是将缸内燃烧、固体部件传热、冷却介质的流动耦合起来,当作一个整体进行研究。随着电子计算机与数值计算技术的飞速发展,内燃机传热全仿真即将成为可能。内燃机燃烧室动接触部件(活塞组—气缸套)是联系整个内燃机传热过程的关键环节,本文对这方面进行了较深入地探索,重点是燃烧室动接触部件耦合传热仿真软件的开发。具体研究工作如下: 1.进一步充实内燃机传热全仿真思想,介绍了围绕内燃机传热全仿真所做的相关工作,同时提出了内燃机传热全仿真还有待于解决的问题和解决办法。 2.完善内燃机燃烧室动接触部件耦合传热基本思想,在逐一对耦合传热边界分析处理的基础上,建立了描述动接触部件三维耦合传热数学物理模型。 3.在上述模型研究的基础上,采用面向对象的有限元方法,模块化程序设计思想编写主体计算程序和边界处理程序。该程序同通用的前后处理软件结合,组成了内燃机燃烧室动接触部件耦合传热仿真模拟软件包。应用该软件可模拟出不同机型、不同特性参数、不同工况下动接触部件的三维耦合传热过程。 4.运用上述软件对6110柴油机进行模拟,并将模拟结果同实验结果进行了比较,两者吻合得很好。进一步应用该软件,完成了燃烧室部件动接触耦合系统动态热负荷(循环瞬态、过渡工况)及虚拟热负荷(虚拟冷却油腔断油故障、循环冷却水故障)仿真,模拟结果可为内燃机部件设计及传热相关研究提供参考。 本文为内燃机燃烧室动接触部件耦合传热三维数值模拟提供了一个新的开发平台,为完整的燃烧室动接触部件仿真软件的开发,及内燃机传热全仿真的深入研究打下了基础。 此外,软件开发中所采取的面向对象的有限元方法、模块化程序设计思想、及软件的前后处理方法还可为应用有限元法进行其他课题的数值模拟研究所借鉴。