Abstract
本論文主要模擬靜態側向排氣流場測試台汽缸內紊流流場，並且與不具活塞的靜態進氣階段、以及馬達帶動的非靜態進氣階段汽缸內流場的數值模擬結果作一比較。 研究方法使用美國Los Alamos國家實驗室所發展出來的KIVA-3V三維數值模擬的程式。模擬的基本狀態為實驗引擎進氣閥全開、排氣閥關閉、相對應的曲柄角度為110ATDC。汽缸內的流場大致分為渦漩(swirl)與滾流(tumbling)，其中又以滾流對汽缸內流場的混合最具顯著，能造成較大的紊流效應。影響滾流的因素有進氣閥的角度及位置、閥門開啟的時間、燃燒室的幾何形狀、活塞的外型、活塞的存在等等。本研究目的即針對活塞面的存在對靜態進氣階段汽缸內流場的影響做一探討。由於測試滾流又必須符合操作狀態：進氣閥全開、排氣閥關閉，所以側向排氣的裝置由此產生。然後，再將側向排氣裝置數值模擬的結果和無活塞面的靜態情況及非靜態的馬達帶動真實引擎三者的流場作一比較，探討汽缸內翻滾渦漩流場的變化情形，包括速度場、滾流比、渦漩比、環流量及紊流大小等。 模擬結果顯示靜態側向排氣裝置汽缸內的流場改變了原本的特性（即使是在中心對稱平面上）；惟燃燒室內流場在定性上完全相同，只是定量上速度量值較小；而在近活塞面的位置上側向排氣裝置汽缸內的流場會因活塞面的影響與非靜態馬達帶動真實引擎有相同的趨勢。以環流來討論流場狀況時可發現側向排氣裝置汽缸內流場的旋轉特性比起靜態無活塞狀態更接近現實流場。