随着计算机技术和湍流理论的发展，CFD即计算流体力学在研究和应用方面都取得了长足的进步。对于内燃机而言，它的进气、排气、冷却风扇、气缸等所有和流场密切相关的零部件对发动机性能影响都十分巨大，与试验研究相比，CFD开发时间短，所用的经费少，可以方便灵活地改变初始条件、边界条件以及几何边界条件，对研究对象的外流特性、内流特性，对整体、局部描述都十分清晰，它能使设计人员对流场品质和流动机理有更为深刻的认识，得到一些试验手段所得不到的理解和结论，因此尽管试验的可信度高，但由于试验测试手段的局限，且计算机模拟不受外界干扰等诸多优点的存在，CFD技术在内燃机设计阶段被普遍采用。

    近年来，一些新的湍流模型和燃烧模型的提出使CFD在内燃机领域的应用更加深入，而网格技术的不断发展和计算机硬件水平的快速提升使网格数目可以划分的更多，使计算精度也在不断提高。国外在计算汽车外流场时，误差已经控制在5%以下，但国内CFD技术只是在最近五六年内才开始普及，积累经验还很少，还处于摸索阶段。

    下面列举几个CFD方面的例子：

    ①内燃机设计中某小型内燃机冷却风扇内流场分析

    图10 某小型内燃机冷却风扇内流场速度云图

    ②内燃机设计中某小型内燃机进气道内流场分析

      
    图11 某小型内燃机进气道内流场湍流强度云图
 
    ③内燃机设计中某小型内燃机消声器内流场分析

        
    图12 某小型内燃机消声器内部声功率级云图

    五、内燃机设计中专用软件简介

    国外的一些内燃机技术服务公司如美国的Gamma Technologies，英国Ricardo，比利时的LMS，奥地利的AVL都有自己的内燃机设计和仿真/分析软件，主要用于内燃机的动态特性仿真，各种运行情况下的耗油量分析，噪声、振动分析，结构力学性能分析，缸内燃烧特性分析等等。总之无论是新机型设计，原有机型改造还是内燃机系统的集成，都可以从这些软件的使用中得到非常有益的参考结果。

    这类软件往往价格昂贵，而目前通用CAD/CAE/CFD软件多数支持二次开发，因此国内的内燃机设计人员在资金不足情况下可以根据自身需要开发出属于自己的设计模块、设计模板，以求进一步缩短产品研发周期，提高工作效率。

    六、总结

    国内内燃机行业要想不断快速向前发展，就要依托于CAD/CAE/CFD技术，而广大内燃机设计人员要想设计出高性能的内燃机就要掌握这项技术。在同国外同行业竞争中要立于不败之地关键就是创新，而CAD/CAE/CFD软件为我们创新设计提供了很好的工具。这使我们有理由相信，这项技术必然会在内燃机行业中发挥越来越重要的作用，并使内燃机设计迈上一个崭新的台阶。

[参考文献]

[1] 于建清，CAD在内燃机设计中的应用，山东内燃机，2004.10
[2] 李美芳，CAE技术及其发展趋势，制造业信息化，2005.8.vol(4)
[3] 宋振寰、朱炳哲，计算流体力学在模拟汽车外流场研究方面的发展状况，汽车科技，2002.1