Кавтарадзе, Д.О. Онищенко, А.А. Зеленцов ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> Дано теоретическое обоснование и рассмотрены основные принципы решения реальных задач двигателестроения с помощью трехмерного CFD-пакета AVL FIRE. <...> Н. Э. Баумана, обучающихся по специальности «Тепловые двигатели» и осваивающих дисциплины «Специальные главы теории двигателей», «Силовые установки с двигателями наземного транспорта», может быть полезным специалистам, использующим коммерческий программный продукт FIRE фирмы AVL (г. Грац, Австрия) или другие CFD-коды, предназначенные для исследования внутрицилиндровых процессов в поршневых двигателях для улучшения их показателей. <...> В первой рассмотрены фундаментальные уравнения, на основе которых разработаны современные трехмерные математические модели рабочего процесса в поршневых двигателях. <...> Во второй части изложены практические вопросы, связанные с использованием программного комплекса FIRE, базирующегося на фундаментальных уравнениях нестационарного переноса. <...> ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТРЕХМЕРНОГО НЕСТАЦИОНАРНОГО ПЕРЕНОСА Под процессами переноса в общем подразумевают перенос любой субстанции: массы, импульса (количества движения), энергии и т. д. <...> К фундаментальным уравнениям нестационарного переноса, используемым для описания сложных турбулентных течений с движущимися границами и сопровождающихся горением, происходящим в цилиндре поршневого двигателя, относят уравнения неразрывности, количества движения, энергии и диффузии, к которым добавляется уравнение состояния. <...> На этих уравнениях основаны современные математические модели внутрицилиндровых процессов, и их изучение является основной целью теории поршневых двигателей [4, 5]. <...> Осреднения уравнений турбулентного переноса по методам Рейнольдса и Фавра рассматривают на примере уравнения неразрывности <...> 
								
							
							
								
								
									
										Трехмерное_моделирование_нестационарных_теплофизических_процессов_в_поршневых_двигателях.pdf
										
                                            
                                            		
								                        
УДК 621.434.536(075.8) 
ББК 31.391 
К12 
Рецензенты: М.Г. Шатров, В.И. Хвесюк 
К12 
Кавтарадзе Р. З. 
Трехмерное моделирование нестационарных теплофизических 
процессов в поршневых двигателях : учеб. пособие / 
Р. З. Кавтарадзе, Д.О. Онищенко, А. А. Зеленцов. —М.: Изд-во 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. — 85, [3] с. : ил. 
Дано теоретическое обоснование и рассмотрены основные принципы 
решения реальных задач двигателестроения с помощью трехмерного 
CFD-пакета AVL FIRE. Приведены методы разбиения расчетной 
области на контрольные объемы для случаев с одной и несколькими 
подвижными границами, проанализированы особенности задания 
исходных данных расчета для двигателя с воспламенением от электрической 
искры и дизеля, результаты расчетов в двух- и трехмерном 
представлении, создание анимированных результатов. 
Для студентов старших курсов МГТУ им. Н. Э. Баумана, обучающихся 
по специальности «Тепловые двигатели» и осваивающих дисциплины 
«Специальные главы теории двигателей», «Силовые установки 
с двигателями наземного транспорта», может быть полезным 
специалистам, использующим коммерческий программный продукт 
FIRE фирмы AVL (г. Грац, Австрия) или другие CFD-коды, предназначенные 
для исследования внутрицилиндровых процессов в поршневых 
двигателях для улучшения их показателей. 
УДК 621.434.536(075.8) 
ББК 31.391 
Учебное издание 
Кавтарадзе Реваз Зурабович, Онищенко Дмитрий Олегович, 
Зеленцов Андрей Александрович 
ТРЕХМЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ 
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ 
Учебное пособие 
Редактор В.М. Царев 
Корректор Е.В. Авалова 
Компьютерная верстка В.И. Товстоног 
Подписано в печать 18.10.2012. Формат 60×84/16. 
Усл. печ. л. 5,12. Тираж 100 экз. Изд. № 72. 
Заказ 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. 
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5. 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012 
c 
								                        
									                        Стр.2
								                        
								                     
                                                
                                            		
								                        
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ........................................................ 3
1. Фундаментальные уравнения трехмерного нестационарного переноса
........................................................... 5
1.1. Уравнение неразрывности ................................. 6
1.2. Уравнения количества движения (Навье — Стокса) ......... 11
1.3. Уравнение энергии ........................................ 22
1.4. Уравнение диффузии ...................................... 26
1.5. Фундаментальные уравнения трехмерного нестационарного
турбулентного переноса в форме Рейнольдса ..................... 27
2. Моделирование рабочего процесса в цилиндрах дизеля и бензинового
двигателя................................................. 34
2.1. Основные особенности программного комплекса FIRE . .... 35
2.2. Описание интерфейса программного комплекса FIRE ...... 36
2.3. Генерация контрольно-объемной сетки . . .................. 38
2.4. Задание параметров расчета............................... 55
2.5. Запуск расчета ............................................ 67
2.6. Мониторинг расчета ...................................... 68
2.7. Вывод результатов расчета . . . ............................. 69
2.8. Примеры расчетов ........................................ 74
Литература ...................................................... 87
								                        
									                        Стр.88