转子发动机进排气仿真模拟

转子发动机进排气仿真模拟

转子发动机（Wankel Engine、Rotary Engine）是由德国人菲加士·汪克尔（Felix Wankel，1902-1988）所发明，他在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功了第一台转子发动机。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。

转子发动机与传统往复式发动机的比较：往复式发动机和转子发动机都依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力。两种发动机的机构差异在于使用膨胀压力的方式。在往复式发动机中，产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞，机械力被传给连杆，带动曲轴转动。转子发动机，对于转子发动机，膨胀压力作用在转子的侧面。 从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心。这一运动在两个分力的力作用下进行。一个是指向输出轴中心的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力。

CFD对转子发动机进排气仿真模拟的几何模型并不是非常复杂，难点在于转子转动会引起计算域形状不断变化，需要实时重新划分计算区域网格，进而在新的网格中进行数值模拟。由于转子的三个顶点始终在气缸壁上运动，大大增加了动网格运动模型的模拟难度。

采用Fluent中动网格模型对边界运动和计算域形状变化后的网格进行重新划分，需要编写UDF程序来定义边界的运动和选择计算域内网格重新划分的方法。

• 采用DEFINE_GRID_MOTION 宏对气缸壁的网格变形进行描述。

• 转子的运动用 Profile描述。

• 计算域内网格变化采用Smoothing和 Remeshing的变形方法。

计算结果：