1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 选题的目的及意义

近年来我国船舶行业迅速发展，毫无疑问，船舶给人们的生活和工作带来了巨大的方便，但产生的废气也对人类生存环境造成了严重污染。作为船舶的主要动力源，柴油机同时也是造成排放污染的源头。柴油机因为动力性高、经济性能好的优点而广泛应用于各种类型的船舶中，但是其发展受到了氮氧化物、颗粒物的排放高的限制。由于世界各国对环境保护日益重视，对柴油机排放法规的制定也越来越严苛，为了适应日益严苛的排放法规，并且满足保持柴油机动力性和经济性的要求，除了大力发展新能源、采用一系列后处理技术等措施外，还需要考虑到柴油机内部燃油的燃烧过程。喷油器喷出燃油的雾化质量直接影响柴油机的燃烧过程，目前大量学者致力于柴油雾化改善方面的探索，其中有关喷孔内部流动特性和喷出燃油雾化特性方面的研究逐渐成为热点问题，实际上两者之间关系密不可分。喷孔内部流动影响燃油的出流特性，而出流特性对燃油一次雾化效果起着关键性的作用，进而影响雾化粒度、油雾分布、油束方向、射程和扩散锥角等喷雾特性，因此，对喷孔内部流动特性进行细致入微的研究有重要的理论意义和实用价值。

为了提高燃油雾化质量，降低柴油机排放，高压燃油喷射系统被广泛应用于现代柴油机中，目前柴油机高压燃油喷射系统中的喷油器喷射压力高达 200mpa，而喷油器是一种加工精度非常高的精密器件，喷孔尺寸非常小（量级一般在 10^-4m 左右）^[7]，通过喷孔的流速也很高，可达 500m/s 以上^[8]。近些年来，研究者利用现代测量技术发现喷孔内部燃油在流动过程中有气泡产生，即空化现象，并且证实空化现象是影响燃油雾化质量的重要因素。空化气泡的快速生成和溃灭能提高燃油喷射的雾化质量，从而提高燃油利用率，降低污染物排放，但同时会造成喷嘴内部的气蚀磨损，久而久之导致喷嘴失效，因此对喷孔内部空化现象进行研究具有重要意义。然而，对喷射雾化的实验研究很难得到喷孔内部流动非常详细的参数变化特征^[9]，随着计算机技术的飞速发展，数值模拟研究方法应运而生，并取得了很好的效果。本文基于数值模拟平台，采用 cfd（计算流体动力学）方法，研究喷嘴结构参数和喷射条件对喷孔内部空化瞬态流动特性的影响。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 以流体力学为理论基础，分析不同的流动参数和喷嘴几何参数对于喷嘴内部的燃油流动状态的影响，阅读文献熟悉仿真的基本流程。

2.2 借助fluent软件，建立直喷式柴油机喷嘴fluent仿真模型。

2.3 应用fluent求解流动参数和几何参数对喷油嘴内部的燃油流动状态的影响。

3. 研究计划与安排

2018年02月16日--02月28日: 调研，拟定提纲，完成《开题报告》。

2018年03月01日--03月10日: 阅读参考文献，熟悉数值仿真的基本流程。

2018年03月11日--03月20日: 建立直喷式柴油机喷嘴fluent仿真模型。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 尹必峰,俞升浩,杨宽宽,陈亮.基于大涡模拟的柴油机喷嘴内空化效应研究[j].工程热物理学报, 2015, 36(11): 2517-2521.

[2] 何志霞,王芬,刘菊燕,蒋兆晨,王谦.柴油机喷嘴结构对喷雾特性影响的耦合模拟研究[j].机械工程学报, 2014, 50(24):145-151.

[3] 颜学升. 柴油机喷嘴结构对喷雾特性的影响研究[d].江苏大学,2013.