следующем виде [6]:
w
r
=
B
τ
t
ρ
min
m
т
,
m
O
2
L
0
, C
m
пр.сг
1 +
L
0
,
(3)
где
L
0
— массовое стехиометрическое количество воздуха;
τ
t
=
__
k
__
ε
—
масштаб времени турбулентного перемешивания.
Расчет трехмерного переноса количества движения, энергии, мас-
сы и концентрации компонентов рабочего тела на основе уравне-
ний, приведенныхв таблице, в настоящей работе проводится с по-
мощью программного комплекса FIRE, разработанного фирмой AVL
List GmbH (Австрия) [5]. Ядро FIRE основано на численном методе
контрольныхобъемов с использованием усовершенствованного алго-
ритма SIMPLE [4, 5, 7]. На рис. 2 приведен пример разбиения рас-
четной области — объема цилиндра двигателя — на конечное число
контрольныхобъемов, деформируемыхв направлении оси цилиндра
в результате перемещения поршня. Изменение объема цилиндра по
времени (по ходу поршня) задается по известным зависимостям кине-
матики кривошипно-шатунного механизма. Следует подчеркнуть, что
одним из преимуществ используемого программного комплекса FIRE
по сравнению с другими коммерческими программными продуктами
является возможность моделирования подвижныхграниц расчетной
области. Расчет осуществляется для полного четырехтактного рабоче-
го цикла (процессы впуска, сжатия, сгорания-расширения, выпуска),
продолжительность которого соответствует
720
◦
угла поворота колен-
чатого вала (п.к.в.). Очевидно, что период усреднения
t
параметров
должен быть достаточно большим по сравнению с периодом турбу-
лентной пульсации, чтобы усредненное значение от него не зависело.
Особое внимание следует обращать на корректность разбиения
областей со сложной геометрией: выточки под клапаны и область в
районе вытеснителя КС. Число элементов для данного примера со-
ставило 35 598, из них33 378 — кубической формы, остальные эле-
менты имеют пирамидальную и призматическую формы. При этом
максимальный размер элемента в КС составляет 3 мм при положении
Рис. 2. Представление расчетной области (объема КС) в виде конечного числа
контрольных объемов с учетом наличия вытеснителя и выточек под клапанами
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 1 27
