[发明专利]基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法

权利要求书

1.一种基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据分层扫气发动机设计图纸，得到发动机基本尺寸参数，利用三维绘图软件UG建立分层扫气发动机实体模型并输出*.ParaSolid文件；

步骤2、将步骤1中输出的*.ParaSolid文件导入ICEM进行网格划分并输出*.msh文件；

步骤3、利用Fluent软件读取步骤2中得到的*.msh文件，设置分层扫气发动机实体模型的数学模型、动网格模型、网格交互模型以及边界条件，设定数值模拟计算的初始化条件，并开始数值模拟计算，得到*.cas和*.dat结果文件；

步骤4、将步骤3中的*.cas和*.dat结果文件导入后处理软件CFD-Post中，得到分层扫气发动机模拟图像数据，包括发动机内部的浓度分布云图和质量流量图；

步骤5、输出步骤4中的模拟图形数据；

步骤6、重复步骤1~5，进行多次数值模拟，每一次数值模拟时改变步骤1中的发动机基本尺寸参数和步骤3中的动网格模型和边界条件；

步骤7、对比步骤5中多次数值模拟输出的模拟图形数据，得到分层扫气发动机分层扫气系统的最佳参数条件。

2.根据权利要求1所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤1中，发动机基本尺寸参数包括发动机内部尺寸、扫气道的尺寸和位置、副进气道的尺寸和位置、活塞凹槽的尺寸和位置。

3.根据权利要求1所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤2中，分层扫气发动机实体模型经过网格划分，网格数目为40万-50万。

4.根据权利要求1所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤3中，所述数学模型包括能量模型、湍流模型、组分运输模型。

5.根据权利要求4所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤3中，湍流模型采用标准k-e模型；组分运输模型采用n-octane-air模型；动网格模型中Mesh Methods采用Layering模型，Options选择In-Cylinder模型。

6.根据权利要求1所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤3中，网格交互模型包括副进气道与活塞的交互面，活塞与扫气道的交互面，扫气道与气缸体的交互面。

7.根据权利要求1所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤3中，边界条件包括扫气口压力、副进气口压力、排气口压力。

8.根据权利要求1所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤3中，采用SIMPLE算法进行数值模拟计算。

9.根据权利要求1所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤3中，设定数值模拟计算的初始化条件为利用Fluent软件的Patch功能划分扫气道、燃烧室、活塞、副进气道、排气管、排气消声器的压力和温度。

10.根据权利要求1所述的基于Fluent软件对分层扫气发动机结构优化的方法，其特征在于：所述步骤6中，改变的发动机基本尺寸参数包括扫气道的尺寸和位置、副进气道的尺寸和位置、活塞凹槽的尺寸和位置，改变的动网格模型为发动机转速，改变的边界条件为扫气口压力。