在VOF(volume of fluid)模型的基础上,引入level set函数,形成CLSVOF(coupled level set volume of fluid)模型对气液两相流的振荡流动和传热过程进行数值模拟,与只采用VOF模型模拟的结果进行对比分析,并与实验结果相比较.结果表明:无论是针对矩形空腔中两相流的振荡流动和传热,还是活塞冷却油腔中机油的振荡冷却过程,采用CLSVOF模型都可以更为准确地模拟气液两相流的振荡流动规律,传热系数计算值也与实验结果保持了更高的一致性.对于活塞冷却油腔中机油的振荡冷却计算,随着转速即雷诺数的增大,传热系数计算值的误差开始增大.在极限转速3 000r/min时,CLSVOF模型的误差为3.8%,VOF模型的误差为7.5%,CLSVOF模型的误差增幅稳定在0.6%左右.CLSVOF模型的误差较小且误差增幅稳定,说明其计算准确性更高.
Using finite element method,influence of diesel cylinder head structure on fatigue strength is investigated.A simplified head model with function characteristics is built for thermal-mechanical simulation.From the simulation results,the influence of valve bridge structure and roof transition fillet dimension on fatigue strength are obtained.And a new valve bridge structure which can effectively improve the fatigue life is proposed.
基于ANSYS Workbench仿真计算平台,笔者建立了柴油机曲轴的有限元分析模型,计算了柴油机曲轴在静止受压状态下的应力场分布,完成了有限元模型的校核。采用试验设计方法(Design Of Experimentsmethod,DOE),将曲轴壁厚、主轴颈长度、曲柄销长度、连杆轴颈过渡圆角半径及主轴颈过渡圆角半径作为输入参数,曲轴质量及最大应力作为输出参数,完成了柴油机曲轴的多目标优化。优化后曲轴质量和最大应力均有所降低,从而改善了曲轴的质量和应力特性。
