1、數(shù)值模擬計算和試驗研究是當今內(nèi)燃機研究發(fā)展的兩大支柱。尤其近些年，隨著計算機運算速度的提高和數(shù)值模擬軟件的成熟，數(shù)值模擬計算以低成本高效率的開發(fā)環(huán)境吸引了越來越多的研究者。并且，數(shù)值模擬計算能夠提供的數(shù)據(jù)也較傳統(tǒng)的試驗研究更加全面，比如能夠提供復雜的缸內(nèi)流場和溫度的變化過程。 本文系統(tǒng)的論述了缸內(nèi)燃燒過程的三維數(shù)值模擬計算模型和數(shù)值計算方法，對缸內(nèi)氣體的氣相湍流流動模型、燃燒模型和排放模型在理論上進行了具體的分析。應用AVL公司

2、開發(fā)的三維數(shù)值模擬FIRE軟件，對火花點火天然氣發(fā)動機的氣流運動過程、燃燒過程和排放物生成過程進行了數(shù)值模擬仿真計算，詳細的展示了缸內(nèi)流場、缸內(nèi)溫度場以及排放物濃度分布情況。 應用FIRE軟件，本文主要從以下四個方面對一臺由柴油機改裝的T6114ZL型火花點火天然氣發(fā)動機的燃燒過程進行詳盡的模擬計算與分析：①壓縮比：設計了兩種壓縮比，對比分析不同的壓縮比對燃燒過程的影響，找出適合此天然氣發(fā)動機的壓縮比范圍。②燃燒室形狀：在保證壓

3、縮比不變的情況下，開發(fā)設計了幾種不同形狀的燃燒室，對比分析了這幾種燃燒室的湍流動能強度分布及火焰?zhèn)鞑デ闆r。③點火提前角：對于選定的燃燒室形狀，采用不同的點火提前角進行模擬分析，通過燃燒過程的對比選擇適宜的點火提前角。④混合氣濃度：設計了多種過量空氣系數(shù)，分析不同程度的稀混合氣對排放及經(jīng)濟性方面的影響。通過對各參數(shù)進行的模擬仿真計算，得出的最佳匹配參數(shù)，在此基礎上對排放物生成進行定性的預測，并模擬研究了此發(fā)動機在設計過程中可能出現(xiàn)的熱負荷