船用柴油机燃烧室组件的流固耦合传热研究与活塞强度分析
| 创新点摘要 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-31页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第12-14页 |
| 1.2 内燃机传热与强度问题仿真研究的综述 | 第14-27页 |
| 1.2.1 内燃机的传热研究进展 | 第14-16页 |
| 1.2.2 燃烧室组件传热研究现状 | 第16-21页 |
| 1.2.3 燃烧室组件的流固耦合传热研究现状 | 第21-24页 |
| 1.2.4 燃烧室组件的强度研究现状 | 第24-27页 |
| 1.3 研究内容及创新点 | 第27-30页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第27-29页 |
| 1.3.2 燃烧室传热和强度计算的难点分析 | 第29-30页 |
| 1.3.3 课题的特色与创新 | 第30页 |
| 1.4 本章小结 | 第30-31页 |
| 第二章 燃烧室组件流固耦合与热结构模型的建立 | 第31-50页 |
| 2.1 燃烧室组件的传热 | 第31-35页 |
| 2.1.1 燃气与燃烧室组件的换热 | 第31-32页 |
| 2.1.2 壁面导热 | 第32-33页 |
| 2.1.3 燃烧室壁面与冷却介质的换热 | 第33-35页 |
| 2.2 耦合系统传热理论 | 第35-40页 |
| 2.2.1 固-固耦合界面导热 | 第35-36页 |
| 2.2.2 湍流流动与近壁面传热理论 | 第36-38页 |
| 2.2.3 燃烧室组件的流固耦合传热模型 | 第38-40页 |
| 2.3 燃烧室组件强度分析理论 | 第40-44页 |
| 2.3.1 应力应变关系 | 第41-43页 |
| 2.3.2 热固耦合计算 | 第43-44页 |
| 2.4 有限元模型的建立 | 第44-49页 |
| 2.4.1 燃烧室组件的三维建模 | 第45-47页 |
| 2.4.2 燃烧室组件模型的网格划分 | 第47-49页 |
| 2.5 本章小结 | 第49-50页 |
| 第三章 基于流固耦合方法的燃烧室组件稳态传热研究 | 第50-86页 |
| 3.1 燃烧室组件耦合传热传热 | 第51-55页 |
| 3.1.1 燃烧室数值传热模型 | 第51-52页 |
| 3.1.2 燃气与燃烧室壁面对流换热的多维模型 | 第52-54页 |
| 3.1.3 冷却水的流动传热计算 | 第54-55页 |
| 3.2 边界条件的确定 | 第55-74页 |
| 3.2.1 缸内湍流换热 | 第55-63页 |
| 3.2.2 废气与排气阀组件的对流换热系数 | 第63-65页 |
| 3.2.3 冷却水与燃烧室组件的对流换热 | 第65-74页 |
| 3.3 燃烧室组件的热负荷分析 | 第74-85页 |
| 3.3.1 活塞组件的热分析 | 第76-78页 |
| 3.3.2 缸套的热分析 | 第78-79页 |
| 3.3.3 缸盖的热分析 | 第79-81页 |
| 3.3.4 排气阀组件的热分析 | 第81-85页 |
| 3.4 本章小结 | 第85-86页 |
| 第四章 燃烧室组件瞬态传热研究 | 第86-110页 |
| 4.1 变工况运行时热边界条件计算 | 第86-94页 |
| 4.1.1 负荷25%时燃烧室壁面换热计算 | 第87-89页 |
| 4.1.2 负荷50%时燃烧室壁面换热计算 | 第89-90页 |
| 4.1.3 负荷75%时燃烧室壁面换热计算 | 第90-92页 |
| 4.1.4 负荷85%时燃烧室壁面换热计算 | 第92-94页 |
| 4.2 起动-停车工况传热研究 | 第94-104页 |
| 4.2.1 起动工况时燃烧室组件的传热分析 | 第95-100页 |
| 4.2.2 停车工况时燃烧室组件的传热分析 | 第100-104页 |
| 4.3 燃烧室组件周期性瞬态传热研究 | 第104-109页 |
| 4.3.1 活塞组-缸套动接触传热模型 | 第104-106页 |
| 4.3.2 燃烧室组件流固耦合系统瞬态传热分析 | 第106-109页 |
| 4.4 本章小结 | 第109-110页 |
| 第五章 基于燃烧室流固耦合传热模型的活塞强度分析 | 第110-126页 |
| 5.1 稳定运行时活塞的强度分析 | 第110-114页 |
| 5.1.1 机械强度分析 | 第110-112页 |
| 5.1.2 热强度分析 | 第112-113页 |
| 5.1.3 热-机耦合强度分析 | 第113-114页 |
| 5.2 活塞的周期性循环瞬态强度分析 | 第114-118页 |
| 5.2.1 周期性瞬态热强度分析 | 第114-115页 |
| 5.2.2 周期性瞬态热-机耦合强度分析 | 第115-118页 |
| 5.3 活塞的优化设计 | 第118-125页 |
| 5.3.1 优化设计方案的温度场计算 | 第119-120页 |
| 5.3.2 优化设计方案的强度计算 | 第120-124页 |
| 5.3.3 优化设计方案的选取 | 第124-125页 |
| 5.4 本章小结 | 第125-126页 |
| 第六章 结论与展望 | 第126-128页 |
| 6.1 全文工作总结 | 第126-127页 |
| 6.2 进一步工作展望 | 第127-128页 |
| 参考文献 | 第128-138页 |
| 附录1 UDF-提取出口温度 | 第138-139页 |
| 附录2 UDF-调节缸套冷却水进口温度 | 第139-140页 |
| 攻读学位期间公开发表论文 | 第140-141页 |
| 致谢 | 第141-142页 |
| 作者简介 | 第142页 |
