基于流固耦合方法的發(fā)動機排氣歧管結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、排氣歧管是發(fā)動機排氣系統(tǒng)非常重要的一部分，它對熱負(fù)荷和熱應(yīng)力的承受能力決定了發(fā)動機的可靠性；排氣歧管內(nèi)的流動狀態(tài)，則影響了發(fā)動機的掃氣性能、殘余廢氣系數(shù)和泵氣功等性能。在渦輪增壓柴油機中，排氣歧管有著更高的要求，它不僅需要承受著更高的熱負(fù)荷，還對脈沖能量的利用，渦輪的實際效率產(chǎn)生較大影響，進而影響著發(fā)動機的瞬態(tài)進氣能力。因此，進行排氣歧管的內(nèi)部瞬態(tài)流場，以及固體溫度分布的研究分析，對提高排氣歧管工作效率及使用壽命有著重要的指導(dǎo)意義。

2、r>　　首先，本文在實驗測量和一維數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，進行了某重型柴油機的排氣歧管內(nèi)瞬態(tài)流動的數(shù)值模擬。為了確保排氣歧管內(nèi)瞬態(tài)流動的正確性，本文根據(jù)該發(fā)動機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)，通過一維工作過程模擬軟件GT-POWER進行了該發(fā)動機的工作過程數(shù)值模擬，得到排氣歧管的瞬態(tài)流動邊界。通過排氣歧管瞬態(tài)內(nèi)流場的計算，分析了不同時刻下排氣歧管內(nèi)部氣體流動情況。尤其是各缸排氣時的流動順暢性和耗散情況，以及各缸排氣對其它缸排氣的影響。同時，分析了該排氣

3、歧管對渦輪進口流速的均勻性。
　　其次，本文進行了排氣歧管本體--排氣歧管內(nèi)部流動的流固耦合數(shù)值模擬。為了得到精確的排氣歧管溫度，本文先進行了排氣歧管的外部流動數(shù)值模擬，通過外流場數(shù)值模擬，可以得到準(zhǔn)確的排氣歧管外表面附近的對流換熱系數(shù)。
　　然后，進行了排氣歧管的流固耦合數(shù)值模擬。利用排氣歧管內(nèi)部流動與固體溫度的流固耦合模擬，可以把單獨流場模擬或者單獨固體場模擬中較難精確給出的對流換熱系數(shù)和內(nèi)部溫度邊界轉(zhuǎn)化為流固耦合模擬的