随着发动机功率密度和强化程度的不断提高,活塞所受的热负荷也在不断地增大,而过高的热负荷会使活塞的可靠性和稳定性降低,严重时会引发一系列问题。因此,降低活塞的热负荷就显得十分重要,而振荡冷却作为最主要的活塞冷却方式被广泛应用于活塞冷却中,因此对活塞振荡冷却过程中的流动和换热特性研究对于活塞的冷却和设计是十分重要的。本文以某高强化柴油机活塞的椭圆形冷却油腔为研究对象,首先分析了该活塞在标定转速下冷却油腔内机油的流动和换热特性,然后对不同影响因素下振荡冷却过程中冷却油腔的换热效果进行了数值分析,最后将冷却油腔振荡冷却的分析结果应用于活塞温度场的分析中。本文的主要工作内容如下:(1)分别使用动网格模型和一种将动网格模型中固定的机油入口边界条件转化为随曲轴转角变化的边界条件的动边界模型对振荡冷却过程中冷却油腔内的机油流动和换热特性进行分析,并从计算精度和计算成本上验证动边界模型的可行性。(2)分别使用三种湍流模型对振荡冷却过程中冷却油腔内机油的流动和换热特性进行分析,并通过计算精度和计算成本的综合对比,选用6)-模型为本文计算所使用的湍流模型。(3)使用动边界法,分别对不同机油喷射速度和曲轴转速下振荡冷却过程中冷却油腔内机油的流动和换热特性进行了分析,并得出各影响因素下机油填充率和壁面平均换热系数随发动机曲轴转角的变化情况。(4)将前文的分析结果通过耦合的方式应用于活塞的温度场分析中,最后通过对比观察活塞冷却油腔振荡冷却的效果和不同影响因素对活塞温度场的影响。