发动机排气歧管三维建模及流通特性分析汇总

进出口质量流量：图5.8进出口质量流量结果分析从支管1的流场分布情况中可以看出， 在支管1的两个转弯处的流体流速明显较大，造成流场不均匀，但从支管总体而言流速分布较为均匀。从压力分布图来看，压力分布不均也是由支管上的较大转弯造成。 由于采用了 4-1结构的形式， 支管1中流体在出口处受到支管 3、4的影响而产生涡旋，而涡旋会产生噪声并且会产生一部分的能量损失。而支管2中的转弯半径比支管 1中的转弯直径要小， 所以虽然转弯处流体有较大TOC\o"1-5"\h\z的流速，但最大值要小于支管 1。从压力分布图来看，支管 2中的流体受到了支管 1和支管4构的影响，在支管 1和4的转弯出形成两个高压力区域。总体而言支管 2的结构相比支管 1较为平缓，所以其均匀性要好于支管 1。支管 3、4和支管 2、1中的流动情况相同。从上文的计算过程中可以得出，该 1.5L的发动机工作时排歧管入流的体积流量qv=0.075m3/s，空气密度 ρ=1.29kg/m3，则其入流质量流量 q为q=qvρ=0.075×1.205=0.090375kg/s而从图5.5和5.8中可得，在此边界条件下，该排气歧管内空气质量为 0.35kg/s左右，0.35kg/s>0.090375kg/s，其值远大于理论质量流量，所以可以说明该排气歧管的流通性可以得到保障。结论及结构优化方向综上所述， 整个排气歧管内流速和压强分布较为均匀， 局部有较高的流速和压强，主要是由排气歧管中的转弯部分产生的。该排气歧管的流通特性符合所需的要求。5.2的流通性分析中可以看出，该排气歧管结构主要有两个问题：一是 1、4两个支管分别有两个较明显的转弯， 会产生不均匀的流场， 再转弯处形成局部高压区和高速区；二是该排气歧管采用了 4-1的结构形式， 某一缸排气时会与其余三缸互相干涉。所以对该排气歧管结构优化也可以从这两方面入手：一是消除支管中的急转弯，增大转弯处的曲率半径， 使流场均匀性得到提高， 局部水头损失也得到降低， 这种方法可以通过增加各支管的长度来实现， 但如果增加排气歧管长度的话， 根据管中流动的沿程水头损失公式，气体流动的总水头损失增加；二是可以采用 4-2-1的排气歧管结构，以减少各支管间的排气干涉。5.4工作展望本论文的数值计算、 流体仿真工作， 由于个人能力、 资料资源、 时间限制等原因，三维模型的设计、 网格的划分、 边界条件的设置等方面均有待进一步的提高。 所以本论文只是排气歧管工作状态的简化模拟，与实际情况存在差异。在今后的进一步改进中， 首先需要详细的设计三维模型的结构尺寸； 其次，需要划分高质量的六面体网格， 边界层高度需要精确计算； 最后，出入流的边界条件最好能够通过实验来测得，对于四个入口应该采用四缸的周期脉冲入流，通过 UDF来实现，以便更好的接近实际情况。6致谢参考文献张也影.流体力学第二版 .北京:高等教育出版社 ,1999.6周龙保 .内燃机学 .北京 :机械工业出版社 ,2010.8约翰 D.安德森 .计算流体力学基础及其应用 .北京:机械工业出版社 ,2004.6陈家瑞 .汽车构造 .北京 :机械工业出版社 ,2009.6钟日铭.UGNX9中文版从入门到精通 .北京:人民邮电出版社 ,2014.4刘晓宇.汽车排气歧管设计理论研究 :[硕士学位论文 ].武汉:武汉理工大学 ,2013.5郑美茹 .基于 CFD的汽车排气歧管流场分析 .渭南：陕西铁路工程职业技术学院， 2010.3李湘华张小娇.柴油机排气歧管流场分析与结构优化 .玉林:广西玉柴机器股份有限公司技术中心 ,2006.1黄泽好.某发动机排气歧管流场分析与结构优化 .重庆：重庆理工大学， 2011.1张翠平.495G型汽油机进排气歧管的设计 .内燃机工程 ,2000.9RangannathanRP,TurnerDW.Exhaustmanifoldgastemperaturepredictionsusingsystemleveldatamodeling[J].SAE,2005:01-0698UrosKresovic,WallidHussein,ChennQ.Zhou,etal.CFD