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气缸盖鼻梁区水腔结构及两相流动参数对沸腾传热影响研究被引量：1: 2014年; 针对高强化柴油机气缸盖鼻梁区严重的热负荷问题,将鼻梁区结构简化为一个矩形加V形截面形状,建立了参数化模型。采用气液两相流沸腾传热计算模型,对其简化模型进行了流固耦合传热仿真计算。在此基础上,采用试验设计方法,研究了冷却水进口速度、温度和沸腾时所产生的气泡尺寸等两相流动参数及在矩形尺寸不变的条件下,V形高度和下部宽度的变化对鼻梁区最高温度的影响。研究结果表明:鼻梁区最高温度随冷却水进口速度、气泡尺寸、V形高度及下部宽度的增大而降低,随冷却水进口温度的升高而升高;V形高度方向的变化对沸腾传热产生的影响比下部宽度方向的变化更明显,冷却水进口速度的变化对沸腾传热产生的影响比进口温度的变化更明显。; 何联格左正兴向建华; 关键词：冷却水腔沸腾传热气液两相流

某V型柴油机机体瞬态动力学分析与疲劳寿命预测被引量：10: 2014年; 对某高强化V型柴油机运动机构进行多体系统动力学分析,将获取的动态工作载荷应用于有限元瞬态动力学分析,计算了机体在激振力作用下的动态响应,得到了结构的应力-时间历程。研究结果表明:V型柴油机机体隔板一点处应力变程由不同侧气缸的最高燃烧压力所引起且隔板上对称位置的应力分布趋势大致相反。根据该机体的材料和受力特点,应用临界面法预测了机体上若干位置的疲劳寿命,认为机体肩胛的圆角处由于受到典型的拉压载荷作用,易发生疲劳破坏。相关的样机台架试验表明:按照考核工况谱测试,经过387h试验,机体第二横隔板左侧产生裂纹。预测结果与试验结果相吻合,证明该计算的正确性。; 李欣左正兴覃文洁刘海燕; 关键词：内燃机柴油机机体

气泡尺寸对气缸盖沸腾换热的影响被引量：12: 2013年; 在应用欧拉多相流模型仿真计算气液两相流沸腾换热时,离散相的气泡尺寸常常被看作常数,而实际上往往气泡具有不同的形状和尺寸,因此研究气泡尺寸大小对仿真计算结果的影响显得至关重要.以ANSYS Workbench为仿真计算平台,在计算流体动力学模块CFX中,用气液两相流沸腾换热计算模型,对不同气泡尺寸下柴油机气缸盖与冷却水腔所组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了冷却水腔中气液两相流流场分布特性和气缸盖温度场分布,通过与试验结果的对比分析证明了计算模型的有效性.结果表明,在气泡尺寸大小为1,mm的情况下,仿真结果更接近试验结果,并且考虑气液两相流沸腾换热能够有效地降低气缸盖火力面排气道鼻梁区的最高温度,以此降低此处的热负荷.; 何联格左正兴向建华; 关键词：气缸盖冷却水腔气液两相流沸腾换热

Numerical simulation and optimization of the cylinder head water jacket based on the two-phase flow boiling heat transfer: 2015年; Boiling heat transfer and the controllability of the thermal load of the cylinder head were studied.The thermodynamic phase change characteristics of the cylinder head coolant were considered and the mass,momentumand energy transfers between two phases were calculated with the interface transfer submodels by using the computational fluid dynamics software CFX. Results showed that compared with the single-phase flow without considering the boiling heat transfer,the sub-cooled boiling heat transfer of the cylinder head was greatly increased. According to the results of the numerical simulation,an optimized structure of the water jacket was proposed. Finally,temperature and velocity of coolant,diameter of flow passage and mean bubble diameter that influences sub-cooled boiling were studied using the orthogonal experiment method.; 程颖王家武; 关键词：OPTIMIZATION SIMULATION

气缸盖中两相流沸腾换热热机耦合仿真分析被引量：3: 2013年; 基于汽液两相流沸腾换热的基本理论和计算方法,对某柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场求解,得到了气缸盖的温度场分布,并通过与气缸盖温度场试验结果对比分析,证明了计算模型的有效性。将温度场结果施加于气缸盖、螺栓、机体所组成的热机耦合系统中,对气缸盖进行了结构强度计算,得到了气缸盖火力面热机耦合应力分布。采用试验设计方法,将冷却水进口温度和速度作为输入参数,对火力面应力较大区域的最大等效应力进行了响应分析,结果表明:考虑汽液两相流的沸腾换热可以有效降低气缸盖火力面的最大热机耦合应力;火力面的最大应力出现在喷油器座孔周围;冷却水进口温度对火力面应力较大区域的最大等效应力的影响不可忽略。; 何联格左正兴向建华; 关键词：柴油机气缸盖汽液两相流沸腾换热

铝合金气缸盖低周热疲劳寿命计算评估被引量：9: 2017年; 在应用有限元方法对内燃机受热件的低周热疲劳寿命进行计算评估时,材料的力学循环响应迟滞回线所表征的能量被认为是最合理的损伤参量,因而采用能量法则对气缸盖低周热疲劳寿命进行评估将使结果更加准确.对气缸盖铝合金材料进行高温下等幅值恒应变负荷低周疲劳试验,得到材料高温下基于能量法则的低周疲劳寿命预测模型及其参数.对气缸盖在其典型低周热疲劳负荷-启停循环下的寿命进行计算评估,得到气缸盖火力面低周热疲劳寿命及其分布规律.结果表明:爆发压力与热负荷相比,对火力面应力负荷的贡献相对较小,并且各缸火力面疲劳寿命最低区域位于排气门边缘区域,此外各缸排气门鼻梁区、气门与喷油孔鼻梁区和进/排气门鼻梁区的寿命相对较小.; 郭冰彬詹樟松彭博张卫正; 关键词：气缸盖有限元铝合金低周疲劳

内燃机薄板箱体部分覆盖阻尼层技术研究被引量：4: 2010年; 基于模态应变能法计算结构的模态阻尼损耗因子,提出采用模态应变能和的方法,研究部分覆盖阻尼层箱体的高应变能和区域,进而得到不同敷设参数对结构阻尼损耗因子的影响规律.并进一步应用模态局部化方法构造局部模态,控制最大应变能区域,实现阻尼材料布局的优化.研究结果表明,综合运用模态应变能和及模态局部方法,能准确得到并控制高应变能和集中区域的分布,为部分覆盖阻尼层的布局增加灵活性,且有助于降低结构质量.; 向建华廖日东蒲大宇冯慧华; 关键词：模态局部化

基于流阻率的吸声材料声学性能研究被引量：10: 2009年; 运用加权残值法建立了两种介质相互作用的声学有限元计算方程式.基于多孔纤维材料等效流体的经验公式,分析了复声速和复密度相对流阻率的变化规律.针对不同多孔吸声材料结构布置形式,采用上述有限元计算方程和经验公式,计算得到随流阻率变化的传递损失.结果表明,空气滤清器型结构传递损失随流阻率增加而增加;阻性消声器型结构传递损失随流阻率而变化的规律复杂,在计算频段内存在峰值.; 向建华廖日东蒲大宇; 关键词：多孔材料

带集中质量块薄板的移频数值仿真被引量：2: 2010年; 通过对带有附加质量块薄板的理论分析和频率计算,从中获取了影响薄板系统动态特性的质量块主要参数,再运用有限元方法系统地分析了质量块的质量、位置、数量、所处介质和分布面积对薄板频率的影响规律.数值仿真结果表明:通过添加质量块来实现结构移频,应尽量采用质量为结构总质量10%以下的集中质量块,并放置于振型波峰处,以获得最大的频率改变量;沉浸于重质流体的薄板需要更大的附加质量,才能获得与轻质流体相同的频率改变量;对于高阶模态,应尽可能多地在振型峰值上布置质量块并呈对称分布.在此基础上开展的薄板移频技术的应用研究,可为实际薄板结构修改时调整固有频率以避开工作频率、减小振动提供指导.; 向建华廖日东蒲大宇; 关键词：薄板移频有限元

考虑两相流沸腾传热的气缸盖温度场仿真研究被引量：9: 2013年; 以ANSYS Workbench为仿真计算平台,考虑冷却水流动与沸腾传热的影响,在计算流体动力学模块CFX中,采用气液两相流沸腾传热和单相流不考虑沸腾传热的计算方法,对柴油机气缸盖与冷却水腔所组成的流固耦合传热系统进行整场求解,得到了标定工况下气缸盖温度场分布,结果表明:与单相流不考虑沸腾传热的计算结果相比,两相流沸腾传热能够有效降低气缸盖火力面鼻梁区和排气道侧的最高温度。最后采用Design Exploration模块,以冷却水腔进口温度和进口速度为输入参数,对气缸盖火力面排气门鼻梁区温度进行响应分析,结果表明:气缸盖火力面排气门鼻梁区温度随着进口温度的升高而升高,随着进口速度的增加而降低,当速度增大到一定值时温度随着进口速度的增加而增高;其中冷却水进口速度和温度分别为4.876m/s和353.31K时,可分别使火力面排气门鼻梁区的温度值达到最小。; 何联格左正兴向建华; 关键词：内燃机气缸盖冷却水腔两相流沸腾传热

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国家重点基础研究发展计划(1030021210710)

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