Разработка методики численного моделирования течения газа в полости впускного канала двигателя внутреннего сгорания
Диссертация
Проектирование впускных каналов в основном базируется на общих машиностроительных методиках расчета и на огромном систематизированном опыте практической эксплуатации этих объектов. В традиционной методике проектирования значительное место (до 30−50% общих затрат) составляют затраты на экспериментально-доводочные исследования и испытания, а также на доработку по выявленным в результате испытаний… Читать ещё >
Список литературы
- Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика: учеб. руководство для втузов. В 2 ч. / Г. Н. Абрамович. — 5-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1991. — 600 с.
- Андерсон, Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2-х т. / Д. Андерсон, Д. Таннехил, Р. Плетчер. -М.: Мир, 1990.
- Аркоманис, С. Течение во впускном клапане и внутри цилиндра серийного дизельного двигателя при закрутке потока спиральным впускным каналом / С. Аркоманис, С. Вафидис, Д. Уайтло // Теоретические основы инженерных расчетов. 1988. -№ 3. — С. 224−235.
- Бажин, И. И Информационные системы менеджмента / И. И. Бажин. — М.: ГУ ВШЭ, 2000.-388 с.
- Бахвалов, Н.С. Численные методы : учеб. пособие для вузов / Н. С. Бахвалов, Г. М. Кобельков. — М.: Физматлит: Лаборатория базовых знаний, 2000. — 622 с.
- Белов, И.А. Задачи и методы расчета отрывных течений несжимаемой жидкости / С. А. Исаев, В. А. Коробков. Ленинград: Судостроение, 1989. — 256 с.
- Белоцерковский, О.М. Численное моделирование в механике сплошных средств / О. М. Белоцерковский. Москва: Физматлит, 1994. — 448 с.
- Бенерджи, П. Метод граничных элементов в прикладных науках : Пер. с англ. / П. Бенерджи, Р. Баттерфилд. М.: Мир, 1984. — 494 с.
- Бенидзе, Д. Ш. Экспериментальное исследование влияния сопротивления выпускных каналов на локальные температуры головки цилиндра и поршня / Д. Ш. Бенидзе, Р. З. Кавтарадзе // Известия вузов. Машиностроение. 1989. -№ 10. — С.57−60.
- Бенодекар, Р.В. Численный расчет турбулентного обтекания выступов на плоскости / Р. В. Бенодекар, А.Дж. Годцард, А. Д. Госман // Аэрокосмическая техника. 1986. -№ 2. — С. 125−134.
- Богословский, С.В. Физические свойства газов и жидкостей : учеб. Пособие / С. В. Богословский. СПб: СПбГУАП, 2001. — 73 с.
- Бэтчелор, Дж. Введение в динамику жидкости / Дж. Бэтчелор. М.: Мир, 1973.-774с.
- Вабищевич, П.Н. Численные методы решения нестационарных уравнений Навье-Стокса в естественных переменных на частично разнесенных сетках / П. Н. Вабищевич, А. Н. Павлов, А. Г Чурбанов // Математическое моделирование. 1997. — Т.9, № 4. — С. 85−114.
- Ван-Дайк, М. Альбом течений жидкости и газа / М. Ван-Дайк. М.: Мир, 1986.-184 с.
- Бычков И.М., Верификация пакета прикладных программ OpenFOAM на задачах обтекания аэродинамических профилей / И. М. Бычков. М.: ЦАГИ, XIX школа-семинар «Аэродинамика Летательных Аппаратов», 2008.
- Ветлуцкий, В.Н. Численные методы в динамике вязкой жидкости / В. Н. Ветлуцкий, Б. П. Колобов, Б. Г. Кузнецов, Г. Г. Черных // Моделирование в механике. 1987. — Т. 1, № 4. — С. 22−45.
- Виноградова, И.А. Вычислительный эксперимент в задачах гидродинамики и теплообмена / И. А. Виноградова // Актуальные проблемы современной науки. 2002. — № 5. — С.243−246.
- Виноградова, И.А. Газодинамические процессы в теплоэнергетических установках на базе метода контрольного объема / И. А. Виноградова, В. Г. Зубков // Математическое моделирование. — 2002. — Т. 14, № 6. С. 3−24.
- Виноградова, И.А. Численное исследование течения жидкости в плоском волновом канале / И. А. Виноградова // Естественные и технические науки. -2003. —№ 1. — С. 115−118.
- Волкова, Г. Д. Реинжениринг системы концептуального моделирования для создания САПР машиностроительного назначения / Г. Д. Волкова, А. Ю. Васильев, Ан. Ю. Васильев // Вестник МГТУ «Станкин». — М.: МГТУ «Стан-кин», 2009. № 3. С. 79−83.
- Воробьев, В. Ф Численные методы в аэрогазодинамике / В. Ф. Воробьев,
- B.М. Ковеня, А. Ф. Латыпов, И. К. Якушев // Моделирование в механике. -1987.-Т. 1, № 4.-С.46−61.
- Гаранжа, В.А. Численные алгоритмы для течений вязкой жидкости, основанные на консервативных компактных схемах высокого порядка аппроксимации / В. А. Гаранжа, В. Н. Коныпин // ЖВМ и МФ. 1999. — Т. 39, № 8.1. C.1378−1392.
- Гиг, Дж. ван Прикладная общая теория систем: пер. с англ. / Дж. ван Гиг -М. :Мир, 1981.-733 с.
- Годунов, С.К. Решение систем линейных уравнений / С. К. Годунов. -Новосибирск: Наука, 1980. 177с.
- Головачев, Ю.П., Жмакин А. И., Шмидт А. А. Численное моделирование газодинамических явлений / Ю. П. Головачев, А. И. Жмакин, А. А. Шмидт //
- Журнал технической физики. 1999. — Т. 69, вып. 9. — С.46−49.
- Голубева, А.В., Гришин И. С., Митрофанов В. Г. Архитектура автоматизированных интегрированных производственных систем / А. В. Голубева, И. С. Гришин, В. Г. Митрофанов // Вестник МГТУ «Станкин». М.: МГТУ «Стан-кин», 2008. — № 2. — С. 82−87.
- Грабарник, С .Я., Цепов Д. С. Численный метод расчета вязкого течения в трехмерном канале произвольной формы / С. Я. Грабарник, Д. С. Цепов // Математическое моделирование- 1998. — Т.10, № 10. — С. 103−111.
- Грибова, Е.А., Зубков В. Г. Формирование расчетной сетки, согласованной с границами расчетной области в механике жидкости и газа / Е. А. Грибова, В. Г. Зубков // Сборник научных трудов МГИУ. М.: МГИУ. -2000, Т.1.-С. 124−129.
- Громадка, Т., Лей Ч. Комплексный метод граничных элементов в инженерных задачах / Т. Громадка, Ч. Лей. — М.: Мир, 1990. — 304 с.
- Грязин, Ю.А. Численное моделирование течений несжимаемой жидкости на основе метода искусственной сжимаемости / Ю. А. Грязин, С. Г. Черный, С. В. Шаров // Вычислительные технологии. — 1995. Т.4, № 13. — С. 180−203.
- Драганов, Б.Х. Конструирование впускных и выпускных каналов двигателей внутреннего сгорания / Б. Х. Драганов, М. Г. Круглов, B.C. Обухова. — Киев: Вища шк. Головное издательство, 1987. 175 с.
- Ефромеева, Е.В. Основные характеристики виртуальной формы организации машиностроительного предприятия / Е. В. Ефромеева // Вестник МГТУ «Станкин». М.: МГТУ «Станкин», 2009. — № 3. — С. 124−132.
- Житников, В.П. Оценка достоверности численных результатов при наличии нескольких методов решения задачи / В. П. Житников, Н. М. Шерыхалина // Вычислительные технологии. 1999. — Т.4, № 6. — С. 77−87.
- Зубков, В.Г. Геометрическое представление поверхностей впускного и выпускного каналов двигателей внутреннего сгорания / В. Г. Зубков, А.И.
- Мартыненко, Н.А. Сидорова, А.В. Ляпии // Межвузовский сборник научных трудов. Технология и производство деталей автомобильной техники. — М.: МАИ.-1990.-С. 24−26.
- Зубков, В.Г. Математическое моделирование течений жидкости и газа / В. Г. Зубков. М.: МГИУ, 2001. — 191 с.
- Ивин В.И. Математическое моделирование процессов комбинированного двигателя с частичной тепловой изоляцией / В. И. Ивин, Н. А. Лапушкин // Известия вузов. Машиностроение. 1987. — № 5. — С. 44−49.
- Ивин, В.И. Повышение эффективности системы наддува двигателя / В. И. Ивин, А. А. Марков // Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности дизелей: Тезисы докладов всесоюзного научно-технического семинара. — Пушкин, 1990. С. 37−42.
- Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик — под ред. М. О. Штейнберга. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. — 672 с.
- Ильинский, Н.Б. Математические методы целенаправленного конструирования инженерных объектов с нужными свойствами / Н. Б. Ильинский // Соросовский образовательный журнал. — 1997. — № 5. — С.122−131.
- Калиткин, Н. Н. Численные методы / Н. Н. Калиткин. — М.: Наука, 1978. — 512 с.
- Карякин, Ю.Е. Численное моделирование течений и теплообмена в областях произвольной формы : дис.. д-ра физ.-мат. наук: 01.04.14. / Карякин Ю. Е. С.-Петербург, 1992. — 524 с.
- Каханер, Д. Численные методы и математическое обеспечение : пер. с англ. / Д. Каханер, К. Моулер, С. Нэш. М.: Мир, 1999. — 575 с.
- Ковеня, В.М. Некоторые проблемы и тенденции развития математического моделирования / В. М. Ковеня // Прикладная механика и техническая физика. 2002. — № 3. — С.3−14.
- Козлов, JI.A. Когнитивное моделирование на ранних стадиях проектной деятельности : учеб. пособие / JI.A. Козлов. Алт. гос. техн. университет им. И. И. Ползунова. — Барнаул: АлтГТУ. — 2001. — 247 с.
- Колган, В.П. Применение принципа минимальных значений производной к построению конечноразностных схем для расчета разрывных решений газовой динамики / В. П. Колган // Ученые записки ЦАГИ. — 1972. Т. З, № 6. — С.68−77.
- Кононенко, Э.М. Методика 43/91 газодинамических испытаний впускного и выпускного трактов / Э. М. Кононенко, Ю. А. Горбатов. — Барнаул.: ОАО «Алтайдизель», 1991. — 32 с.
- Кочубей, А.А. Численное моделирование процессов конвективного переноса на основе метода конечных элементов / А. А. Кочубей, А. А. Рядно. — Днепропетровск: Изд-во ДГУ, 1991. — 223с.
- Круглов, М.Г., Меднов А. А. Газовая динамика комбинированных двигателей внутреннего сгорания : учеб. пособие / М. Г. Круглов, А. А. Меднов — М.: Машиностроение, 1988. 360 с.
- Куон, О. Расчет течений с внезапным расширением при помощи уравнений пограничного слоя / О. Куон, Р. Плетчер, Дж. Льюис // Теоретические основы инженерных расчетов. 1984. — № 3. — С. 113−123.
- Кутлер, П. Перспективы развития теоретической и прикладной аэродинамики / П. Кутлер // Аэрокосмическая техника. 1985. — Т. З, № 8. — С. 328−341.
- Кутовой, В.А. Впрыск топлива в дизелях / В. А. Кутовой. — М.: Машиностроение, 1981. -119 с.
- Ландау, Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика : учебное пособие. В 10 т. Т. 6. Гидродинамика / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. 3-е изд., перераб. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. — 736 с.
- Лапин, Ю.В. Внутренние течения газовых смесей / С. В. Лапин, М. Х. Стрелец. М.: Наука, 1989. — 368 с.
- Лапшо, В. А., Сыркин В. К. Метод «пробных тел» и его применение при профилировании газовоздушных каналов ДВС / В. А. Лапшо, В. К. Сыркин // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1989. — № 10. — С. 70−73.
- Левкин, И.В. Моделирование течений газа во впускном канале ДВС / И. В. Левкин, А. В. Тюнин // Известия вузов. Северокавказский регион. Технические науки. Новочеркасск: Изд-во ЮРГТУ, 2008. — № 5. — С. 73−75.
- Лепщинер, М. Расчет кольцевых и сдвоенных параллельных струй посредством различных конечно-разностных схем и моделей турбулентности / М. Лепщинер, В. Роди // Теоретические основы инженерных расчетов. — 1981. Т.103, № 2. — С.299−308.
- Лисейкин, В.Д. Обзор методов построения структурных адаптивных сеток / В. Д. Лисейкин // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1996.-Т.З6, № 1.-С. 3−41.
- Лобачев, М.П. Разработка алгоритма расчета поля давления в потоке вязкой жидкости конечно-разностным методом / М. П. Лобачев // Технический отчет ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова. 1993 — № 35 535. — 21 с.
- Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. М.: Наука, 1978.-736с.
- Манджгаладзе, А.А. Зависимость показателей дизеля от характеристик впускных и выпускных каналов / А. А. Манджгаладзе, Г. В. Кикнавелидзе, З. Д. Асатиани // Автомобильная промышленность. — 1986. — № 5. — С. 9−10.
- Марчук, Г. И. Методы вычислительной математики / Г. И. Марчук. М.: Наука, 1989. -608с.
- Митрофанов, В.Г. Интегрированные производственные системы / В. Г. Митрофанов // Вестник МГТУ «Станкин». М.: МГТУ «Станкин», 2008. — № 1. — С. 65−68.
- Монин, А.С. Статическая гидромеханика. В 2 ч. Ч. 2. М.: Наука, 1967. — 720 с.
- Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования : учеб. для вузов / Норенков, И.П. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Б. Э. Баумана, 2002. 336 с.
- Оран, Э., Борис Дж. Численное моделирование реагирующих потоков / Э. Оран, Дж. Борис.-М. :-Мир, 1990.-661с.
- Патанкар, С. В. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / С. В. Патанкар. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 152 с.1
- Перегудов, Ф.И. Введение в системный анализ : учеб. пособие для вузов / Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко. М.: Высш. шк., 1989. — 367 с.
- Петриченко, P.M. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС. Алгоритмы прикладных программ / P.M. Петриченко, С. А. Батурин, Ю. Н. Исаков и др.- под ред. P.M. Петриченко. JL: Машиностроение, Ленинградское отд-е, 1990. — 328 с.
- Прокопов, Г. П. Некоторые общие вопросы конструирования алгоритмов построения разностных сеток / Г. П. Прокопов // Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Методики и программы численного решения задач математической физики. — 1988. Вып. 1. — С.3−13.
- Рогов, Б.В., Соколова И. А. Обзор моделей вязких внутренних течений / Б. В. Рогов, И. А. Соколова // Математическое моделирование. — 2002. Т. 14, № 1. — С. 47−72.
- Роуч, П. Вычислительная гидродинамика : пер. с англ. / Роуч, П. М.: Мир, 1982.-616 с.
- Рхи, С. М. Численный расчет турбулентного обтекания профиля с отрывом у задней кромки / С. М. Рхи, У. Л. Чоу // Аэрокосмическая Техника. — 1984. Т.2, № 7. — С.33−43.
- Самарский, А.А. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры / А. А. Самарский, А. П. Михайлов. М.: Наука, 1997. — 316 с.
- Самарский, А.А. Разностные методы решения задач газовой динамики / А. А. Самарский, Ю. П. Попов. М.: Наука, 1980. — 352 с.
- Самарский, А.А. Теория разностных схем / Самарский, А.А. — М.: Наука. -1989.-616 с.
- Самарский, А.А., Вабищевич П. Н. Разностные методы решения задач математической физики на нерегулярных сетках / А. А. Самарский, П. Н. Вабищевич // Математическое моделирование. — 2001. Т.13, № 2. — С. 5−16.
- Сидоров, А.Ф. Об одном алгоритме построения оптимальных разностных сеток и его приложениях / А. Ф. Сидоров, О. В. Ушакова // ЧММСС. — Новосибирск: ИТПМ, 1985. Т.18, № 5. — С.101−115.
- Смирнов, Е.М., Кириллов А. И., Рис В.В. Опыт численного анализа пространственных турбулентных течений в турбомашинах / Е. М. Смирнов, А. И. Кириллов, В. В. Рис // Научно-технические ведомости. СПб.: СПбГПУ. -2004.-№ 2(36).-С 55−70.
- Современные подходы к созданию дизелей для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков / А. Д. Блинов, П. А. Голубев, Ю. Е. Драган и др. -М.: НИЦ «Инженер», 2000. 332с.
- Соломенцев, Ю.М., Митрофанов В. Г., Павлов В. В., Рыбаков А. В. Информационно вычислительные системы в машиностроении. CALS-технологии / Ю. М. Соломенцев, В. Г. Митрофанов, В. В. Павлов. — М.: Наука, 2003.-292 с.
- Тилляева, Н.И. Обобщение модифицированной схемы С.К. Годунова на произвольные нерегулярные сетки / Н. И. Тилляева // Ученые записки ЦАГИ. 1986. — Т. 17, № 2. — С.18−27.
- Томпсон, Дж.Ф. Методы расчета сеток в вычислительной аэродинамике / Дж.Ф. Томпсон // Аэрокосмическая техника. — 1985. — Т. З, № 8. — С.141−171.
- Тюнин, А.В. Некоторые вопросы конструирования расчетных сеток / А. В. Тюнин // Математическое образование в регионах России: материалы всероссийской научно-методической конференции. — Барнаул: БГПУ, 2008. -С. 89−92.
- Тюнин, А.В. Построение впускных каналов винтового типа средствами пакета SolidWorks / А. В. Тюнин // Повышение качества продукции и эффективности производства: материалы науч.-техн. конф. Вестн. Курган, гос. унта. Курган, 2006. — С. 51−52.
- Флетчер, К. Вычислительные методы в динамике жидкостей : в 2 т. / К. Флетчер. М.: Мир, 1991. — 560 с.
- Фрик, П.Г. Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций / П. Г. Фрик. -Пермь, Перм. гос. техн. ун-т, 1998. 150 с.
- Хаминич, А.В. Вычислительный эксперимент в исследованиях структуры нестационарного пограничного слоя / А. В. Хаминич // Математические модели и современные информационные технологии. — Киев: НАН Украины, Ин-т математики. 1998. — С. 238−241.
- Черный, С. Г. Численное моделирование пространственных турбулентных течений несжимаемой жидкости на основе k-е моделей / С. Г. Черный, П. А. Шашкин, Ю. А. Грязин // Вычислительные технологии. — 1999 — Т.4, № 2- С. 74−94.
- Черный, С.Г., Чирков Д. В., Лапин В. Н., Скороспелое В. А., Шаров СВ. Численное моделирование течений в турбомашинах / Черный, С.Г., Чирков Д. В., Лапин В. Н. Новосибирск: Наука — 2006. — 202 с.
- Шапошников, Ю.А., Тюнин А. В. Расчетная методика впускного канала двигателя внутреннего сгорания / Ю. А. Шапошников, А. В. Тюнин // Ползу-новский вестник. — Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009. — С. 44−50.
- Шенг, Дж.-С. Обзор численных методов решения уравнений Навье-Стокса для течений сжимаемого газа / Дж.-С. Шенг // Аэрокосмическая техника. 1986. — Т.4, № 2. — С. 65−92.
- Шмыглевский, Ю.Д. Аналитические исследования динамики газа и жидкости / Ю. Д. Шмыглевский. М.: Эдиториал УРСС, 1999. — 232 с.
- Шокин, Ю.И. Метод дифференциального приближения / Шокин, Ю.И. -Новосибирск: Наука, 1979. 219с.
- Chen, Y.S. A numerical methods for three-dimensional incompressible flows using nonorthogonal body-fitted coordinate systems /Y.S. Chen // AIAA Paper. -1986.-№ 86-P. 1654−1665.
- Chorin, A.J. A numerical method for solving incompressible viscous flow problem / A.J. Chorin // Journal of Computational Physics. 1967. — V. 2. — P. 1226.
- Chung, T.J. Computational Fluid Dynamics / Chung, T.J. Cambridge Uni-vercity Press, 2002. — 1022 p.
- Cockburn, B. Convergence of the finite volume method for multidimensional conservation laws / B. Cockburn, F. Coquel, P.G. Lefloch // SIAM J. Numer. Anal.1995. V.32, № 3. — P. 687−705.
- Kuzmin, D. On the implementation of the k-epsilon turbulence model in incompressible flow solvers based on a finite element discretization / D. Kuzmin, O. Mierka, S. Turek // Ergebnisberichte Angew. Math. 345. 2007. — № 1. — P. 193 206.
- Latimer, B.R. Comparison of pressure-velocity coupling solution algorithms / B.R. Latimer, A. Pollard // Numer. Heat Transfer. 1985. — Vol.8, № 6. — P. 635 652.
- Launder, B.E. Application of the energy dissipation model of turbulence to the calculation of flow near a spinning disk / B.E. Launder, B.I. Sharma // Letters in Heat and Mass Transfer. 1974. — V. 1. — P. 131−138.
- Leonard, B.P. A Stable and accurate convective modeling procedure based on quadratic upstream interpolation / B.P. Leonard // Сотр. Math. App. Mech. Eng. — 1979.-Vol. 19, № 1. -P.59−98.
- Lew, A. J. A Note on the Numerical Treatment of the k-e Turbulence Model / A. J. Lew, G. C. Buscaglia, P.M. Carrica // Int. J. of Сотр. Fluid Dyn. 2001. -№ 14. -P. 201−209.
- Maliska, C.R. A method for computing three dimensional flows using non-orthogonal boundary-fitted coordinates / C.R. Maliska // International Journal for Numerical Methods in Fluids. 1984. — № 4. — P. 519−537.
- Mauri, S. Numerical simulation and flow analysis of an elbow diffuser: EPFL PhD thesis / S. Mauri.- Lausanne, 2002. 148 p.
- Nagano, Y. An improved turbulence model for rotating shear flows / Y. Nagano, H. Hattori // J. Turbul., 2002. — Vol. 3, № 6. — P. 1−13.
- Nagano, Y. DNS and modelling of spanwise rotating channel flow with heat transfer / Y. Nagano, H. Hattori // J. Turbul. 2003. — Vol. 4, № 10. — P. 1−15.
- OpenFOAM and STAR-CD. Integration, Interoperability and Symbiosis, Dr. Mark Olessen, EMCON Technologies // DANSIS-2007: New Trends In CFD, 2007.
- Open-Source CFD for Commercial Usage, Henry Weller, OpenCFD Ltd. // DANSIS-2007: New Trends In CFD, 2007.
- Van Doormaal, J. R Enhancements of SIMPLE method for predicting incompressible fluid flow / J.P. Van Doormaal, G.D. Raithby // Numerical Heat Transfer. 1984. — Vol.7. — № 2. — P. 147−163.
- Wilcox, D. Turbulence Modelling for CFD / D. Wilcox. DCW Industries, Inc.-1993.-477 p.