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Fluent在发动机排气歧管流场计算中的应用

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汽车排气歧管,说白了就是发动机的排气通道。它的活很明确——把各气缸烧完的废气导出来,顺着管路排走。结构上就是一根带分叉的管子,每个岔口接一个气缸,废气汇合后统一往外走。

东西不复杂,但它直接连着后面的三元催化器。废气先过歧管,再进催化器处理,处理完了才排到大气里。问题就出在这——如果歧管内部流场不均匀,有的地方流速快,有的地方流速慢,后面催化器的有效工作面积就被浪费了。催化效率上不去,尾气检测直接过不了,环保这关就卡住了。

1.流场不均的影响还不止这些。下游的氧传感器靠检测废气氧含量来给ECU反馈信号,流场一乱,传感器读到的数据就不准。ECU拿到错误信号,空燃比调不对,发动机在各种工况下的表现全都跟着跑偏。

还有一个容易被忽略的——排气阻力。流场不畅通,阻力就大,活塞排气时要克服更大的背压,相当于给发动机额外加了负担。排气行程多消耗的功,直接拉低输出功率和热效率,动力和油耗都会变差。

所以发动机前期开发阶段,排气歧管的流通特性分析是绑不开的一步。这东西设计不好,后面一串问题全冒出来。

2.问题的描述


流动介质:空气;入口速度为75m/s,出口处的环境压力为0Pa。
3.软件的设置方法


图 建立流体分析系统


图 导入分析模型

图 导入分析模型


图 网格划分细节控制面板


图 扩展选择壁面边界方法


图 流体计算边界命名及位置


图 更新网格


图 进入Fluent设置并行计算


图 通用设置


图 激活湍流模型


图 定义速度入口边界


图 设置求解方法


图 进行初始化


图 开始计算


图 速度矢量云图


图 流线云图

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