AVL FIRE ESE 模型建立说明

Ese 柴油机模型建立说明
安装好avl fire 2008 后，双击桌面图标，打开界面如下：
详细请参考：例子 02_CFD-Get-Started_v2008_04_ESE-Tutorials.pdf P13--43 网格详细参数03_CFD-Pre-Post_v2008_02_CFD-Tools-UsersGuide.pdf P43-127
求解器参数03_CFD-Pre-Post_v2008_01_CFD-WM-UsersGuide.pdf P261-252
选择ESE / Diesel 。

进入如下界面：
选择：OK 。

这就是标准发动机模拟的一个模板，我们可以通过修改模板，得到自己需要的模型。

在这里我们先保存一下：file / save as 输入目录和文件名。

保存后软件在所在文件夹内自动创建calculation和mesh 两个文件夹。

Calculation用于存放关于计算的数据，mesh 用于存放网格数据。

序号文件名存放类型备注
1 *.flm 网格文件
2 *.fip 划分网格时输入的参数
3 *.fep 动网格文件fame engine plus
4 *.flp 工程文件，包括了网格和求解器设置
5 *.fl2 二维结果（平均值）
6 *.fl3 三维结果
7 *.fla 求解过程监控文件(用记事本打开)模型运行问题首先查看此文件
8 *.flb 求解过程监控文件（二进制格式）
9 *.ssf 求解器参数设置solver-steering file
10 *.ssf% 求解器参数设置的拷贝文件
11 *.lock 正在被CFDWM使用的文件
12 *.log 日志文件
13 Cfdsolver* 执行文件
14 *.* 用户生成的其他文件
模型参数设置
General data
General engine parameter 如图：
Engine name 发动机名称（形成报告时以此名称）
Engine layout 发动机布置方式<直列，v型>
Number of cylinder 气缸数量
Bore [m] 缸径（单位为米）
Compression ratio 压缩比（如果mesh/compensation volume at 选择了no
compensation volume，即不进行补偿，这里输入的压缩比无
效，实际压缩比为气缸网格模型确定的压缩比；）
Piston movement specification 如图：
Stroke 冲程（灰色表示当前没有激活）Piston displacement function 活塞位移函数
Crank radius 曲柄半径【米】
Connecting rod length 连杆长度【米】
Piston pin offset 活塞销偏移【米】
Piston 如图：
TDC 上止点间隙距离
Create piston from template 使用模板创建活塞模型
Import piston 通过导入活塞轮廓线创建活塞模型（可以导入*.dxf
格式文件，即CAD画好图后，另存为*.dxf即可。

CAD图如上图所示，注意轮廓线必须封闭，单独放
在一个图层）
Export piston 可以导出.dxf格式的活塞轮廓线。

Actual compr . ratio 这个为活塞模型实际的压缩比，如果没有补偿，这
就是发动机的压缩比。

Injector如图：
Create injector from template 从模板创建喷油器（一般可安模板提供的喷油器，修改
参数得到所需喷油器模型）
Remove injector 移除喷油器
Number of injector holes 喷油器喷孔数量
Inj. Nozzle position Z-coordinate 喷孔在Z方向的距离【米】
Inj. Spray angle delta 1 喷雾锥角【°】
附：.fla提示：%fire –F - Cyintro ，Execution terminated！Bore seems partly outside domain。

Tried more than 1000 times to locate parcel in bore。

解：检查喷油器尺寸，1、改变（Inj. Nozzle position Z-coordinate 喷孔在Z方向的距离【米】）后重新生成网格。

2、改变mesher / meshing parameters / dependent average cell size 中的网格大小，然后重新生成网格。

Block structure 如图：03_CFD-Pre-Post_v2008_02_CFD-Tools-UsersGuide.pdf P56
Ese 自动创建块，以便更好优化网格。

修改上述参数可以改变块（绿色线）的尺寸。

Selections 如图：参考03_CFD-Pre-Post_v2008_02_CFD-Tools-UsersGuide.pdf P59
Standard selections 包括：Injector block – volume of injector block
Spray block - volume of spray block
Bowl - bowl part of the model
Cylinder - cylinder part of the model
Mesher 如图：参考03_CFD-Pre-Post_v2008_02_CFD-Tools-UsersGuide.pdf P61
Number of boundary layers边界层数量（默认为2）
Thickness of boundary layers边界层厚度【米】（默认是0.002m）
Compensation volume at指定补偿容积在------（导入的模型由于某些细节没考虑，
压缩比和实际发动机压缩比不同，可以通过指定补偿容积
使得压缩比和指定的压缩比一样）
Dependent cell size 指定0—X°的网格尺寸，可以插入删除行。

Number of subdivisions in angular direction 圆周方向的细分份数，一般用奇数。

（在这个
例子里是15。

表示360°除以8个喷孔得45°，画网格时
即将45°平分为15份。

由此网格总是为二维面网格数乘以
细分份数即（1743+205）*15）
Generate 2D meshes填好参数后点击它来生成2D网格（number of triangle faces
三角形网格应该为 0 ，如果不为0请检查参数，例如调小
dependent cell size ，或是检查边界参数，后重新生成二维
网格）
Export 3D meshes 导出三维动网格 *.flm 和 *.fmo
Simulation parameter
Run mode 如图：参考03_CFD-Pre-Post_v2008_01_CFD-WM-UsersGuide.pdf P216
Solution type 提供各类模拟模板（选择你所要模拟的相似类型，然后修改参数） Run mode 静态、时间、曲轴转角
Delta-t 指定计算的时间步长（一般压缩2°--0.2°喷雾）（当指定的步长范围和起使结束范围不同回提示，直接确定就可以了。

下图例表示，577°
到587°，步长为1°）
Start angle 开始角度（一般进去门关闭时角度）（默认压缩上止点为720°）
End angle 结束角度（一般排气门打开时角度）
Engine speed 发动机转速
Module active 如图：参考03_CFD-Pre-Post_v2008_01_CFD-WM-UsersGuide.pdf P222
打开以下模型： Species transport 物种传输模型 参考CFD Solver Manual
Combustion 燃烧模型 参考ICE Physics & Chemistry Manual Spray 喷雾模型 参考ICE Physics & Chemistry Manua
1 Porosities
多孔介质 CFD Solver Manual 2 Multiphase
多相 Eulerian Multiphase Manual 3 Species
transport 物种传输 CFD Solver Manual
4 General gas phase reactions
常规气相反应 CFD Solver Manual
5 Aftertreatment 后处理
Exhaust Gas Aftertreatment Manual 6 Combustion
燃烧 ICE Physics & Chemistry Manual 7 Emission
排放 ICE Physics & Chemistry Manual 8 Spray
喷雾 ICE Physics & Chemistry Manual 9 Wallfilm ICE Physics & Chemistry Manual
10 User-functions 用户函数 User-Functions Manual
11 Thin Walls
薄壁 CFD Solver Manual 12 De-icing / De-
foggin
General Purpose Modules Manual 13 Multi-materials 多材料 14 CFD-FEA
Coupling
Code Coupling Manual 15 Single Phase Boiling
单相沸腾 CFD Solver Manual
16 Radiation 辐射 CFD Solver Manua
Boundary conditions 如图：
Boundary conditions 如图：
Boundary conditions 如图：
Boundary conditions 如图：
Boundary conditions 如图：
Boundary conditions 如图：
Fluid properties 如图：
Initial conditions 如图：参考04_CFD-Solver_v2008_05_CFD-Solver.pdf P247-250
Pressure 压力（开始计算时）
Density 密度（填0时软件将计算密度）
Temperature 温度
Turb.kin.energy 湍流动能（ =1.5（hn/60）2 其中，h为冲程【米】，n 为转速【r/min】）Turb.length.scale 湍流长度尺度（= 气门最大升程的一半）
Turb.diss.rate 湍流扩散率（软件自动算）
Initialization mode 选 swirl/tumble swirl/tumble （=涡流比* 转速【r/min】）
注：湍流参数对发动机有较大的影响，应该尽量取值准确
Standard species transport （modules / transport model 选择 standard时的初始条件设置）Type of hydrocarbon fuel DIESEL （实际喷进气缸的物质）
EGR mass fraction EGR质量分数
EGR composition EGR成分（0-1之间，0表示氧气含量为0 ，1表示空气）Equivalence ratio 初始时刻的当量比为0 lower calorific value 填0表示程序自动计算
Solver control / discretization
Ese 的网格质量比较好，按图选就可以了。

Solver control / equation control / activate equation
Solver control / equation control / underrelaxation factors
注：在计算刚开始的时候或者喷雾燃烧的时候可适当将动量（Momentum)和压力(Pressure)的松弛因子调小为动量(0.4)，
压力(0.1)
Solver control / equation control / differenceing scheme
Solver control / equation control / linear solver
Solver control / equation control / convergence criteria
注：瞬态计算时一般迭代次数不要超过100 ，每次都迭代100才收敛，考虑是不是收敛标准太严格，可以通过调小时间步长改善收敛。

Output control / write backup file
注：推荐在喷油前一两度曲轴转角时输出backup文件，以便重启计算。

Modules / species transport
Simulation
Next
选择版本，默认，Next
（如果耦合，选择ennable coupling）然后next。

Next
重启计算的时候选择：bc回看文件，或是.rs0 ，.rs1重启文件。

Next。

（如果使用了user function 点击add file 指定用户程序。

）然后点击Calculation就可以了。

Analyzer
右击film name 选择load result 指定 calculation文件夹下的 .fl2文件。

可以同时导入多个结果，点击对应的文件前的序号表示当前激活文件。

Region、quanlity group、quanlity有下列列表。

Scale property 可以修改坐标。

Reportgenerator。