设置发动机

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 根据输入自动创建发动机部件。除了这些部件,还要定义应用于发动机的物理和运动。

根据导入的发动机几何,使用以下过程之一设置发动机:
发动机几何过程
CAD 几何

(对于完整循环分析)

  1. 右键单击发动机节点并选择创建气缸和气门。

    在发动机部件创建对话框的发动机配置组框中,Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 以表格形式分别显示每个气缸所导入发动机几何的进气阀和排气阀自动计算数量。

    Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 还将显示自动计算出的充气室数。

  2. 要设置循环长度,在发动机配置组合框中,按如下方式设置冲程:
    • 2:将循环长度设为 360 度。
    • 4:将循环长度设为 720 度。
  3. 在部件创建选项组合框中,根据几何条件来设置保持特征边 (deg)。Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 将在指定边上创建部件曲线,它们的相连面形成的夹角比指定值更小。
  4. 如果发动机几何允许使用对称条件,则可以只包含一半几何,这样就减少了模拟的网格单元数和计算成本:
    1. 在 Engine Symmetry(发动机对称) 组合框中,激活 Half Model(半个模型)。
    2. 对于对称平面,选择要保留的几何的一侧。

    有关更多信息,请参见发动机参考 - 发动机部件创建对话框

  5. 单击确定。
  6. 根据导入的 CAD 体,Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 将创建相应的发动机部件:
    • 圆柱体
    • 进气阀 [n]
    • 排气阀 [n]
    充气室的发动机部件名称继承自其相应的构建几何名称。

    图形窗口将会更新以显示发动机部件(颜色为浅蓝色)。对于半模型,Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 自动在对称平面上应用对称条件。

    注

    如果已导入几何的体、面或边未按几何要求中所述命名,Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 将无法创建发动机部件。

    在对象树中,红色错误图标 表示出现故障的发动机部件。此外,输出窗口中的消息会指出问题的根源。

    要在导入几何后对体、面或边重命名,请参见重命名已导入几何的体、面和边。

  7. 如果选择液膜发动机模型,为对发动机壁面上液膜的形成和传输建模,Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 会根据所有发动机部件表面(仅在 Simcenter STAR-CCM+ 对象树中可见)创建壳区域。

    要提高模拟性能,从壳区域中排除预期没有液膜的发动机部件表面:

    1. 右键单击模型 > 液膜节点,然后选择编辑。
    2. 在编辑对话框中的液膜表面旁边,单击选择...。
    3. 在选择对象对话框中,取消选择要从壳区域排除的发动机部件表面,然后单击确定。
    4. 单击应用,然后单击关闭。

通过创建的发动机部件,可设置气缸和阀的物理量:

在电荷运动模拟中,为燃料喷射器创建额外的发动机部件:

要在燃烧模拟中启动燃烧过程,可以创建点火器发动机部件:

2D 扇区样条

(对于封闭循环分析)

  1. 右键单击发动机节点并选择创建扇区模型。
  2. 在创建扇区模型对话框中,将扇区数设为一个值,该值会导致楔角在垂直于对称轴的平面中保持合理的网格单元宽高比。

    通常,扇区数由集中放置的燃料喷射器中的喷嘴数确定。由于气缸扇区必须仅包含一个喷射器喷嘴,因此扇区数等于喷嘴数。

    最小扇区数为 3。

  3. 单击确定。

    Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 创建气缸扇区发动机部件,并在扇区几何的侧面上应用周期性条件。

    图形窗口将会更新以显示发动机部件(浅蓝色)。

  4. 如果选择液膜发动机模型,为对发动机壁面上液膜的形成和传输建模,Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 会根据所有发动机部件表面(仅在 Simcenter STAR-CCM+ 对象树中可见)创建壳区域。

    要提高模拟性能,从壳区域中排除预期没有液膜的发动机部件表面,如 CAD 几何的步骤 7 中所述。

通过创建的发动机部件,可设置气缸的物理属性:

对于燃料喷射,为燃料喷射器创建附加的发动机部件:

对于燃烧模拟,气缸扇区中的可燃混合物在没有外部点火源的情况下自发点燃(自动点燃)。