Рис. 1. Трехмерная модель поршня авиационного двигателя с вытеснителем и
выточками под впускными и выпускными клапанами
В целяхотказа от традиционного подхода и реальной оценки влия-
ния выточек и вытеснителя на формирование тепловыхнагрузок на ог-
невом днище поршня со стороны высокотемпературного рабочего тела
в настоящей работе используется трехмерная нестационарная модель
турбулентного переноса и сгорания. Очевидно, что при таком подходе
появляется возможность получения реального перераспределения ло-
кальныхтепловыхнагрузок (тепловыхпотоков, коэффициентов тепло-
отдачи и температур рабочего тела) на поверхности огневого днища
поршня – термически наиболее нагруженной детали двигателя.
Моделирование нестационарных процессов переноса количе-
ства движения, энергии, массы, концентрации и турбулентного
сгорания вцилиндре двигателя.
Дифференциальные уравнения, на
основе которыхописаны физические процессы переноса количества
движении, энергии, массы и концентрации в КС двигателя, можно
записать в виде обобщенного закона сохранения, согласно которому
сумма нестационарного и конвективного потоков равна сумме диффу-
зионного и источникового потоков:
∂
∂τ
(
ρ
Φ) +
div
(
ρW
Φ) =
div
(Γ
Φ
grad
Φ) +
S
Φ
,
(1)
где
ρ
— плотность;
W
— вектор скорости;
Φ
— произвольная зависимая
переменная;
Γ
Φ
— коэффициент обмена (диффузии);
S
Φ
— источнико-
вый член
S
Φ
=
S
Φ
g
−
S
Φ
a
(генерация
S
Φ
g
и аннигиляция
S
Φ
a
потоков.
Конкретный вид
Γ
Φ
и
S
Φ
, а также
S
Φ
g
и
S
Φ
a
зависит от смысла пе-
ременной
Φ
(таблица). После подстановки соответствующихзначений
из уравнения (1) получаем уравнения сохранения количества движе-
ния (Навье–Стокса), энергии (Фурье–Кирхгофа), диффузии (Фика) и
сохранения массы [3]. В результате решения этих уравнений опреде-
22 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 1
