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国内摩托车发动机的开发主要有仿制和试验两种方法。随着国际国内知识产权保护的日益严格,仿制法已经行不通了,而试验法又需要大量的时间和费用。国内摩托车经过二十多年的发展,积累了大量的实验数据,加上计算机软、硬件技术的高速发展和在工程领域中的普及与应用,使在摩托车发动机开发中采用数值模拟技术成为可能。数值模拟不受试验环境和试验条件的限制,能在先期设计阶段作大量设计方案的对比,并选出最优的设计方案;能提供目前试验研究所不能提供的信息量,而且花费小、周期短。 本论文介绍了数值模拟技术在摩托车发动机开发中的两个方面的运用:一是采用BOOST软件进行的JH125改进型发动机性能数值模拟计算;二是采用FIRE软件进行的JL069发动机双进气道内流动的三维数值模拟。 本论文主要包括以下内容: 1)JH125改进型发动机进行了发动机性能数值模拟计算 ①根据发动机结构,建立了发动机性能数值模拟的BOOST分析模型; ②选用了正确的缸内燃烧、传热及气体交换模型,并输入各元件参数; ③运用BOOST软件,分析了正时系统和进气系统对发动机性能的影响,为各元件参数的优化设计打下了良好的理论基础; ④进行模拟结果与实验测试结果的对比分析。通过对比分析,证明了发动机性能数值模拟的可行性。 2)JL069发动机双进气道内流动进行了三维数值模拟 ①用CAD绘出包括进气道和气缸进行几何模型,然后用FIRE的自动网格划分工具进行网格划分; ②根据进气道内的流动特性,建立适当的数学和物理模型,用FIRE软件进行数值计算; ③计算结果的处理与分析及与实验结果的比较分析。根据计算结果,得出了在不同气门升程下的流量系数,流量系数与进气系统瞬时流通截面积的关系,进气道、气缸内流动速度和压力分布等信息。通过流量系数的数值模拟计算结果与实验结果的比较,以及根据模拟结果对流场的分析,证明了用CFD计算代替发动机试验取得进气道流量系数的可行性。