基于CAE-CFD分析的某發(fā)動機進氣歧管系統(tǒng)性能評估.pdf

1、進氣歧管作為發(fā)動機進氣系統(tǒng)關(guān)鍵的組件之一，其性能好壞將直接影響整機的燃油經(jīng)濟性、排放特性及動力性，發(fā)動機進氣歧管系統(tǒng)包含節(jié)氣門閥體、進氣法蘭、總進氣道及出氣彎道，目前對于進氣歧管的優(yōu)化分析問題是各國工程師及學者比較關(guān)注的課題，有著重要的研究意義。
　　本課題以某企業(yè)進氣歧管研發(fā)項目為依托，利用有限元分析方法對發(fā)動機進氣歧管進行模態(tài)分析、爆破壓力分析以及CFD分析，并進行相應的試驗來驗證模擬仿真的可靠性。首先利用ABAQUS軟件生成

2、質(zhì)量較高的體網(wǎng)格，分別進行模態(tài)分析與爆破壓力仿真分析，判斷出發(fā)動機產(chǎn)生共振時的薄弱位置，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化基礎(chǔ)上進行模態(tài)、爆破、CFD再分析。利用AVLFIRE與流體FLUENT軟件的耦合進行CFD分析，采用粘性模型Realizable k-epsilon，獲取邊界層的流體速度分布及總進氣壓力分布，由分析結(jié)果得出邊界層的流體最大不均勻性小于5％，總進氣壓力損失在2.5Kpa范圍內(nèi)，模態(tài)分析與爆破壓力分析結(jié)果表明改進之后的進氣歧管第一階振動頻率明

3、顯增加，避開共振的頻率，同時進氣歧管的形變位移減小，試驗中爆破應力值小于給定的9bar，進氣歧管表面形變面積減小，總體上滿足設(shè)計要求。
　　本文通過進氣歧管的數(shù)值模擬計算與臺架試驗、爆破壓力試驗相結(jié)合，得出發(fā)動機外特性曲線數(shù)據(jù)和進氣歧管模爆破強度，與實驗結(jié)果對比，試驗與計算之間存在一定誤差，兩者之間的誤差率在5%范圍內(nèi)，符合設(shè)計要求并驗證了數(shù)值模擬的準確性，最終改善發(fā)動機進氣歧管的系統(tǒng)性能，為進氣歧管的研發(fā)設(shè)計和優(yōu)化改進提供了方向