往复活塞绝热压缩气缸内空气模拟分析



算例说明

本案例模拟了空气由于活塞在矩形盒内的运动而受到绝热压缩,模型中上止点(TDC)对应于曲柄角为360°,活塞在到达TDC后向后移动。

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图1

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图2

计算域:10 m X 8 m

物质属性:物质密度为理想气体,粘度为1.7894e-5 kg/m-s

边界条件:使用移动网格模拟活塞运动



网格划分

采用三角形网格,网格数量为282

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图3



计算设置

本次计算为瞬态流动。

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图4


  • 物质属性

计算物质设置密度等参数

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图5



  • 湍流模型

选择为层流

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图6



  • 动网格

1)移动网格参数

激活In-Cylinder

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图7



2)移动区域

设置活塞为刚性移动

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图8

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图9



设置气缸壁为变形区域

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图10


往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图11



  • 边界条件

各壁面为绝热边界

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图12



  • 求解控制


1)求解方法

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图13


2)松弛因子

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图14



3)时间步长设置

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图15



计算结果

  • 计算域云图展示

1)压力云图

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图16



2)温度云图

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图17



  • 计算值与实验值对比

1)温度随时间变化数值对比

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图18



2)压力随时间变化数值对比

往复活塞对气缸内空气的绝热压缩的图19


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