某型发动机进气歧管改型设计的CFD计算

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1、第30卷第1期辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2011年2月Vol.30No.1JournalofLiaoningTechnicalUniversity（NaturalScience）Feb.2011文章编号：1008-0562(2011)01-0126-05某型发动机进气歧管改型设计的CFD计算112牛玲，徐葳，白敏丽（1.沈阳航空航天大学动力与能源工程学院，辽宁沈阳110136；2.大连理工大学能源与动力工程学院，辽宁大连116024）摘要：为了验证某发动机进气系统改型设计的性能，采用CFD数值计算的方法，模拟进气歧管内空气流动，通过比较流体阻力系

2、数、流量系数和空气流量率等参数确定改型设计方案。研究结果表明：弯管处产生的涡流是流动损失的主要因素，在尽量加大进气歧管弯曲半径的同时，将弯管处截面设计成扁圆形状后，并适当增大歧管进口截面积，优化后管内流动阻力和空气流量均优于原型机。研究结论对发动机进气系统的设计具有一定的参考价值。关键词：发动机；进气歧管；CFD；数值模拟中图分类号：TK413.4文献标识码：ACFDsimulationofinletmanifoldmodificationdesign112NIULing，XUWei，BAIMinli(1.SchoolofPower&EnergyEngi

3、neering,ShenyangAerospaceUniversity,Shenyang110136,China；(2.SchoolofEnergyandPowerEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)Abstract:Inordertoevaluatetheperformanceofthemodificationoninletmanifoldinanengine,theCFDsimulationmethodwasusedtosimulateairflowininletma

4、nifoldsystem.Bycomparingflowresistancecoefficient,flowcoefficientandairflowratecoefficient,afinalmodificationdesignwasdetermined.Theresultsindicatethatturbulenceinbendpipewasthemajorfactoraffectingtheflowloss.Therefore,thecrosssectionofbendpipewasdesignedasoblateshape,andtheinlet

5、cross-sectionofmanifoldwasincreasedwhileitsradiuswasalsoincreasedatthesametime.Theresultsdemonstratethattheflowresistanceandflowrateafteroptimizationweresuperiortothatofprototypemachine.Keywords:engine;inletmanifold;CFD;numericalsimulation0引言的变化，可以判断充气效率的变化情况以及对发动机动力性能的影响。这种做法相当于

6、在稳流模拟试发动机进气歧管的尺寸、形状和布置等对进气验台上进行进气系统流动阻力试验，因而可以称之阻力、进气均匀性以及充气效率影响非常大，进而为“数值试验”，所得到的计算结果可以与试验结影响发动机的动力性、经济性和排放特性。在现代[1-5]果比较。发动机的研发中，提供足够的新鲜空气对发动机的本文采用CFD方法对某发动机进气系统的初性能指标有着重要的影响，因而进气歧管的设计变始设计进行了数值计算。由于实际的空间布局需得十分重要。求，对进气歧管的形状以及稳压腔的大小和位置等进气系统的阻力和进气谐振效应对发动机的进行了改型设计。通过比较流体阻力系数、流量系充气效

7、率和进气损失有较大影响。尽管进气过程是数和空气流量率等参数，确定了最终的设计方案。一个动态过程，但在稳态条件下获得的流动阻力数据能够判断进气系统设计优劣。因此采用数值计算1数值计算方法方法分别对进气歧管更改前后的整个进气系统（包进气歧管的设计不涉及燃油分配的问题，可以括进气道、进气歧管、稳压箱）进行稳态流动分析，根据气体动力学的考虑来设计歧管，因此歧管的几给出流动情况的详细信息。通过比较流动阻力系数何形状成为改型设计的主要要求。收稿日期：2011-02-15基金项目：国家自然科学基金资助项目(50576008；50876016)作者简介：牛玲（1962-

8、），女，辽宁沈阳人，副教授，主要从事内燃机及仿真计算方面的研究。本文编校：朱艳华