Abstract
本論文以一維光纖式雷射都卜勒測速儀，配合TSI 利用雙鉗位自相聯技術最新發展出的訊號處理器 (數位波群相聯器) ，對一透明單缸四行程引擎氣流流場做速度逐點量測。實驗將活塞頂重新設計製造成平頂型，使燃燒室成為盤餅狀(pancake) 來簡化流場，實驗量測位於餘隙容積上死點上方7mm 平面上九個位置的三個速度方向分量，並以引擎轉速為參數變化條件，研究引擎缸內非穩態紊流流場的特性、空間分佈情形與轉速變化的相互關係。藉由高資料實驗量測數據的達成，對缸內非穩態紊流場進行循環解析分析，以分離出平均速度循環擾動與循環內的紊流擾動兩種互異的物理現像，研究具循環變異現像的引擎流場。論文中分析比較四種進行循環解析分析的方法：整體與時間平均法、三次樣條曲線配合法、移動視窗平均法與頻率過濾法，最後採用利用數位低通濾波原理的頻率過濾法對流場進行循環解析分析。論文並對高資料率量測結果進行頻譜分析，來對引擎非穩態紊流流場結構做統計上的描述，包括：時間自相聯係數、積分時間與長度尺度、微時間與長度尺度與一維正規化能譜密度函數的分析。本論文建立了一套系統性分析引擎缸內非穩態紊流流場的方法與技巧，包括：循環解析分析與頻譜分析，並探討其與傳統上用來分析引擎流場的整體平均法間的差異。使引擎設計跨入缸內流場分析，進而進入汽缸幾何形狀設計研究。