Abstract
本論文以光纖式雷射都卜勒測速儀，對一透明單缸四行程引擎汽缸內紊流流場進行量測。實驗以石墨製作成平頂型的活塞，使燃燒室成為盤餅狀來簡化流場。實驗所量測的位置為汽缸蓋下方10mm平面上，九個量測點之三個速度方向分量，實驗以壓縮比三，轉速500RPM為基礎量測條件，並以此操作條件作為參數變化比較基礎，變化引擎轉速範圍(500 RPM、600RPM、700 RPM)、壓縮比範圍 (3,4)為參數變化條件，研究引擎缸內非穩態紊流流場經轉速及壓縮比變化後，在其紊流速度場、紊流流場結構上所造成紊流特性上之變化。並且進行燃燒狀態內燃引擎缸內流場的初步量測，分析使用雷射都卜勒測速儀量測燃燒狀態下內燃引擎缸內紊流流場所遭遇的問題及其未來改進方向。實驗藉由改進微粒子植入的技術來提高實驗資料率，其中最大的資料率達30 KHz以上，由於實驗達成量測數據的高資料率，可以使用頻率過濾法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。為了對引擎非穩態紊流流場結構做統計上的分析，本文並對量測結果進行頻譜分析，再經統計上的計算，探討下列紊流結構上的參數，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。論文中並且討論長度尺度直接量測的理論基礎與設備配置，以便未來進行長度尺度量測，進而探討泰勒假說在引擎缸內紊流流場的適用性。實驗量測最後仍須與數值模擬相互印證配合，才能大幅提升引擎研究的準確度及效率。