基于CFD数值模拟的FSAE赛车发动机进气系统改进分析.pdf

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1、第55卷第5期V01．55No．5农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2017年5月·Mav2017doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2017．05．019基于CFD数值模拟的FSAE赛车发动机进气系统改进分析张振越，郑再象，杨超，王凯强，景陶敬(22512江苏省扬州市扬州大学机械工程学院)[摘要]根据中国大学生方程式汽车大赛对于发动机进气限流等规则要求，并结合以往参赛队伍的经验，为扬州大学车队新赛季做准备，特对原有FSAE赛车发动机进气系统进行了重新构建。重新建立了赛车进气系统三维模型。运用网格生成

2、软件ICEMCFD对几何模型进行网格划分，利用Fluent流体分析软件对发动机进气稳态进行数值模拟研究。[关键词]FSAE赛车；进气系统；CFD模拟分析；Fluent流场分析；计算流体力学[中图分类号]U469．6+96[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2017)05—0084-04ImprovementAnalysisofFSAERacingEngineIntakeSystemBasedonCFDNumericalSimulationZhangZhenyue，ZhengZaixiang，YangChao，WangKaiqiang，JingTaojing(Collegeo

3、fMechanicalEngineering，YangzhouUniversity，YangzhouCity，Jiangsu225127，China)[Abstract]AccordingtotherulesandrequirementsoftheChinaAutomobileFormulaStudentCompetitionforengineinletflow，takinginpreviousteamexperience，preparingfortheteamofYangzhouUniversityinnewseason，wemakeimprovementofthedesignino

4、riginalFSAEracingcarengineintakesystem．Inthisstudy，the3Dmodeloftheintakesystemisbuilt，andthemeshgenerationsoftwareCFDICEMisusedtopartitionthegeometricmodel，therelevantboundaryconditionsaresetup，andthenu—meficalsimulationoftheengineinletprocessiscarriedout．[Keywords]FSAEracingcar；engineintakesyst

5、em；CFDsimulationanalysis；Fluentflowfieldanalysis；computationalfluiddynamicsO引言FSAE赛车比赛自1978年成立以来得到迅猛发展。2010年，首届中国大学生方程式汽车大赛(英文简称：FSC)在上海成功举办，扬州大学方程式车队即将组队参赛。赛车采用ArⅣ车专用发动机，该发动机为四冲程水冷单缸机。排量为311．5rnl。按照上述比赛规则，为进一步改善发动机进气性能和提高我校参赛成绩。在原有进气系统进行改进设计。本文主要研究集中在建立改进后的发动机进气系统三维模型，并采用非结构化网格的方法来划分网格，从而进行进气系统

6、稳态流场分析[¨。1进气系统的布置赛车的进气系统主要包括以下5个组成部件：收稿日期：2016—11-22修回日期：2016—11-29空气滤清器、连接管、谐振腔、化油器和限流阀。其中，按照大赛规则要求采用的发动机进气必须通过截面为圆形且直径为20mm的限流阀．该限流阀必须安装在发动机节气门与进气门之间[引。在原有的进气系统构建中。空气依次经过空气滤清器、化油器(节气门)、限流阀、谐振腔，在进气歧管处进行油气混合最后进入气缸。原始进气系统结构如图1所示二但是根据大赛规则，要求限图1构建前的进气系统Fig．1Intakesystembeforebuilding第55卷第5期张振越等：基于C

7、FD数值模拟的FSAE赛车发动机进气系统改进分析85流阀必须安装在发动机与化油器(节气门)之间，而原有的进气系统又超出了整车的外框，并与赛车悬架产生了干涉。为了符合比赛要求，我们做了两点改进，一、适当地调整了谐振腔的位置：二、改变限流阀出口角度以获取更大的充气量p-5]。构建后的进气系统三维建模如图2。图2构建后的进气系统Fig．2Intakesystemafterbuilding2进气系统构建流场数值模拟：流场人口为空滤器的进气口，流场出口为