缸盖内沸腾传热流固耦合模拟及其可靠性研究-动力机械及工程专业论文.docxVIP

 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导 下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容 外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科 研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文 中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：I望丝杰 日 期：型!L』：盆 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的 印刷件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学 位论文。 (必威体育官网网址论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：f兰]兰里是导师签名： 盈尘日   ● ● ● ● ● ． I ● ● ● ● I I I ● ● ● ● V I I ● ● ● ● ● ． 1 ● ● ● ● ● ． 1l 1．2国内外研究现状 2 1．2．1缸盖流动传热研究概况 2 1．2．2流固耦合算法的研究概况 ．3 1．2．3沸腾换热研究现状 ．5 1．2．4缸盖热一机械耦合疲劳研究概况 ．6 1．3课题研究的主要内容及技术路线 ．7 第二章沸腾传热体系建立及试验验证 ．9 2．1沸腾换热描述 ．．9 2．2沸腾换热模型 ．1 l 2．2．1叠加模型 ．．1l 2．2．2分区模型 ．．1 2 2．3单相均匀流沸腾换热模型 1 3 2．3．1空泡质量的控制方程 ．1 3 2．3．2空泡份额的求解方程 ．1 5 2．3．3沸腾换热量的数学模型 ： ．1 6 2．4模型的数值实现及试验验证 ．1 7 2．4．1计算模型及边界条件 ．1 7 2．4．2数值模拟结果分析 1 8 2．4．3试验结果对比分析 20 2．5沸腾换热修正算法 2 l 2．6空泡份额极限值设定 ．25 2．6．1空泡份额极限值上限确定 28 A  山力：人学硕{j学伊沦文 2．6．2空泡份额极限值下限确定．． ． ．．．． ．．29 2．7本章小结 ．．29 第三章自动化流固耦合传热软件设计 3 1 3．1流固耦合算法的原理及方法 ．3 1 3．1．1流固耦合算法的原理 ．3 1 3．1．2流固耦合投影算法 32 3．1．3流固耦合算法流程 34 3．2自动化流固耦合软件 ．35 3．2．1点云快速配准算法 35 3．2．2 MPCI自动进程管理 ．．36 3．2．3收敛标准设定 ．37 3．3软件特点及优势 ．．4 1 3．4模拟验证 ．．4 1 3．5本章小结 ．．47 第四章冷却水腔内流动传热缸盖热负荷分析及试验验证 ．．49 4．1计算模型 ．．49 4．1．1几何模型 ．．49 4．1．2网格划分 ．．5 1 4．2边界条件 ．．54 4．2．1冷却系统流动边界条件 ．．54 4．2．2温度场热边界条件 55 4．2．2．1缸套燃气侧的热边界条件 ．．55 4．2．2．2缸盖火力面的热边界条件 ．．57 4．2．2．3进排气道的热边界条件 ．57 4．2．2．4外围热边界条件 ．58 4．2．2．5冷却水腔的热边界条件 ．58 4．3冷却系统CFD模拟结果分析 ．59 4．3．1压力场分析 59 4．3．2流动均匀性分析 ．．6 1 B  lIJ尔人学硕fj学伊论文 4．3．3缸盖冷却水腔内的流动分析 ．．．62 4．3．4缸盖冷却水腔的传热分析 64 4．3．5空泡份额分布 ． 65 4．4缸盖冷却水腔修改方案分析 ．66 4．5缸盖温度场分析 ．． 69 4．5．1沸腾对温度场的影响分析 70 4．5．2修正模拟的温度场分析 ．．7 1 4．6缸盖温度场试验验证 ．75 4．7本章小结 ．．76 第五章缸盖耦合场应力疲劳分析 ．78 5．1计算模型 ．．78 5．1．1网格模型 ．．78 5．1．2材料属性 ．．80 5．1．3约束边界 ．．80 5．1．4载荷边界 ．．8 l 5．2计算工况选择 ．8 l 5．3应力场分析 8 1 5．3．1冷态工况LCl、LC2应力分析 ．．8 1 5．3．2热态工况LC3、LC4应力分析 ．．85 5．4疲劳分析 ．．88 5