AVL.FIRE.2008 发动机三维性能模拟分析
2010-06-26 18:15:52 阅读6 评论0 字号：大中小
AVL.FIRE.2008 发动机三维性能模拟分析 2008 AVL.FIRE.2008 发动机三维性能模拟分析 简介 FIRE是AVL自己开发并一直在应用着, 不仅能求解通用流动问题, 也能求解最复杂的内燃机缸内流动和 燃烧等现象的CFD软件。它在求解瞬态复杂流动方面的优势使其在求解普通流动方面更是得心易手。它的开发和应用结合了AVL多年来研发各类发动机的经验。除了具备当前市面上其它通用CFD软件所具有的功能外, AVL FIRE软件还有如下几个方面的优势及特点。 极其友好的用户界面和{yl}的网格生成技术 FIRE的网格生成，求解及结果处理三大块被集成一体，用户界面酷似微软办公软件界面，具有简洁明了，易学易掌握的优
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势。网格生成过程以导航程序引导，有不同程度自动化生成方法，用户可随心所欲实现各种形式的局部网格细化，还可快速进行移动网格的生成。对任意复杂的几何形状，都可自动生成六面体网格占80％以上的混合网格。 先进的算法＋物理模型+应用经验 1.采用{zxj}的以网格面为基准的适用于任意形状多面体网格的求解技术，是当前CFD软件中{dy}个采用这种技术的；其它软件如Star-CD也将在下一版本中开始使用这种算法； 2.FIRE所提供的湍流模型中除通用的模型外，还有AVL提出的复合湍流模型－结合了k- 模型的快速稳定性及RSM模型的高精度。 3.FIRE多相流模型在同类软件中具有{zg}水平，体现在以下几个方面： o真正的“多”相：允许任意多个相并考虑相与相之间的相互作用； o可将二流体与VOF方法结合起来； o可处理考虑体积力的相变过程如淬火过程； o对两个或多相中每相的处理xx是公平的。例如：对每相的湍流模拟是独立的，同时又考虑各相间湍流的交互作用。Star-CD的处理则不同，需要事先定义离散的相和连续的相，然后用简化的方式计算离散相的湍流； o在穴蚀模拟方面有丰富的经验； o上述所有功能都适用于非结构化多面体网格，移动网格，rezone和旋转坐标 4.FIRE软件所带有的多个喷雾，燃烧模型适用范围之广，被认证的算例之多在同行是受到公认的。结合先进的多相流技术，FIRE不断推出新的更准确的喷雾模拟技术，如将喷嘴内多相流计算与缸内喷射模拟结合起来。 手段高超的结果处理器 FIRE的后处理功能完备，简单易用。除常有的工具外，还有“电影导演”， 能直接在界面上以电影形式演示三维瞬态分析结果，然后可存成通用movie文件格式，这是其它软件所没有的。用户可充分发挥其创造性，做出的结果显示图既能科学地揭示所研究的现象和机理，亦能获得高超的视觉效果。 一些典型应用方面的优势 a.冷却水套 用FIRE对该部件的模拟计算早已列入AVL发动机开发过程的常规计算。对水套的优化分析我们有一整套完备的know-how, 包括： ·如何分区生成网格以便于调整气缸垫孔径大小，
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快速实现流量分布的优化； ·近壁网格层数的选取； ·软件中还预设了针对水套的计算参数模板文件； ·在准确预测热传导方面，FIRE可与NASTRAN等结构xxxx进行耦合计算，除有对流换热模型，还考虑某些局部的沸腾换热，以算出准确的传热和温度场； ·FIRE 先进的多相流模块使准确计算冷却水灌注的瞬态过程成为可能，这类模拟分析有助于预测水套中残存气泡的部位，以修改结构排除局部过热的隐患。 b.柴油机缸内喷雾燃烧 由于柴油机多采用螺旋式气道，在能给出适当的初始涡流比，初始湍流条件的情况下对缸内流动燃烧分析往往可从进气门关闭开始，这样就可避免在计算模型中包含进气道及气门运动，大大简化计算模型并缩短计算时间。AVL在针对不同规格柴油机设定初始条件等方面有大量的技术know-how, 有些已写入手 册，有些通过技术 支持可确保用户获得。 c.HCCI燃烧 FIRE{lx1}推出HCCI燃烧模型，国内已有用户成功应用FIRE进行直喷式汽油机HCCI燃烧研究，论文于2003年初在SAE上发表。 d.发动机进排气系统 由于采用先进的网格生成技术，静态进气系统的建模过程可在一小时内完成。排气管内除一般的流动传热分析外，FIRE还有专门的尾气处理模块对三元催化转化器内的流动，传热及排放物的转化进行模拟计算。国内也有FIRE用户成功进行催化器CFD模拟和试验研究。 数据接口及并行计算 与通用CAD软件，其他网格生成器，求解器，后处理器都有相应的接口。并行计算能力适用于SMP(共享内存多处理器)系统，对DMP(分散内存多处理器系统)采用MPI技术进行并行计算。
