某型进气歧管CFD计算仿真.pdf

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1、第5期内燃机No．52011年10月InternalCombustionEngines0ct．2011寞摘要：利用Star—CD软件对公司某型发动机进气歧管进行三维数值仿真模拟。首先通过CFD稳态计算得到进出口的压力梯度对进气歧管的流通性能进行分析；其次通过瞬态计算分析该进气歧管应用在自然进气发动机与增压发动机时的进气均匀性差别。结果表明：该歧管的流通性能良好；在进气均匀性方面应用在自然进气发动机比应用在增压发动机上效果优良。关键词：歧管；压力损失；均匀性中图分类号：TK402文献标识码：B文章编号：1000—649

2、4(2011)05—0015—02CalculationSimulationofCertainIntakeManifoldWANGHong—da，WANGJun(TechnicalCenter,AnhuiJianghuaiAutomobileCo．，Ltd．，Hefei230601，China)Abstract：ByusingStar-CDsoftware，thepapercarriedout3Dnumericalsimulationtooneintakemanifold．First，itanalyzesthegen

3、eralperformancebyusingpressurediferencegotfromCFDstabilitycalculation；then，itanalyzesthediferentevennessbetweennaturallyaspiratedengineandsuperchargedengineusingthiskindofmanifoldthroughinstantaneousanalysis．Theresultsofnumericalcalculationshowthatthecirculatio

4、noftheintakemanifoldisnice；theintakemanifoldinstalledonnatureengineisbetter．Keywords：manifold；pressureloss；evennessO前言1．1三维模型与网格划分在计算中为了在Star—CD中方便地选取细化区发动机进排气系统的气体流动特性复杂多域，所以模型首先用有限元前处理软件HYPER~ⅡⅫ进变，直接影响发动机的充气效率，对发动机的动力行面网格的划分。表面网格处理好后导人Star—性和经济性有着重要的影响。进气歧管是发

5、动机的CD中进行体网格的划分。网格总数为38万左右，主要部件，应为发动机各缸提供均匀的新鲜进气，网格模型见图1。是影响发动机整体性能的关键因素。笔者首先利用Boost计算软件为进气歧管三维仿真计算提供边界条件，运用Star—CD软件对歧管进行三维仿真，通过三维仿真模拟研究不仅能得到进气歧管的流通性能和进气均匀性等信息，还能直观地反应出歧管内流体的流动状态，为歧管的设计和改进提供重要的理论依据。1数值模型1歧管几何模型1．2计算仿真作者简介：王宏大(1982一)，男，山东青岛人，硕士歧管流体流动要受物理守恒定律的控制，

6、基研究生，主要研究方向为发动机排气系统和冷却润滑系统本的守恒定律包括质量守恒定律、动量守恒定律以CFD计算。及能量守恒定律。控制方程就是这些守恒定律的数收稿日期：2011—04—27学描述。而进行模拟计算，实际上就是求解控制方内燃机2011年10月)I程。湍流模型采用高雷诺数k—s湍流模型，近壁2．2瞬态计算结果}；l11区采用标准壁面函数方程处理，且要求贴近壁面的进气流通性见表1。瞬态舳计算∞主如要∞是如计加算m歧∞管网格的y十值在11~200之问，残差均应／bO．001。的进气均匀性，图4显示了匹配增压发动机时三

7、维1_3边界条件CFD计算与一维Boost计算出口流量随曲轴转角的变我们采用稳态计算和瞬态计算两种方法对进化曲线，从图中可以看出两计算结果大体相似，略气歧管进行分析。稳态计算主要分析歧管的流通性有差异。相对于一维计算，三维CFD计算考虑了管能，稳态计算共计算4个case在每个case中分别将歧内流体的流动，因此二者存在差异是必然的，但三管的一个出口定义为出口边界，其余进口定义为壁维的结果更加可信。面，计算中进口速度取一个循环的平均值30．85表1进气流通性m／s，瞬态计算主要分析歧管的进气均匀性。由出口压力差／Pa压

8、力损失，％goost~件提供计算边界，具体边界条件见图2和图出口12562．8一l43。在稳态和瞬态计算中流体设为理想气体。出口22637．91．14出口32593．8一O．54出口42637．91．14f00船O∞舶00O0O0血90100200300400500600700800转角／~CA图2Boost温度边界Ol【儿】2【MJ3O040