[发明专利]汽油机排气歧管热负荷分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽油机排气歧管分析研究领域，尤其涉及一种汽油机排气歧管热负荷分析方法。

背景技术

目前，内燃机正朝着大功率、轻重量的方向发展，其强化程度不断提高，强化发动机的热负荷是其研制过程中的关键问题之一，排气歧管是发动机的主要受热零件，其与高温燃气直接接触，温度较高，工作环境十分恶劣，特别是由于高温和温度分布不均匀而产生的热应力的反复作用往往形成热疲劳裂纹，造成其破坏，因此对发动机排气歧管的热负荷分析研究是至关重要的。

在现有技术中，现有的汽油机排气歧管热负荷分析方法存在分析效率和准确率较低的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种汽油机排气歧管热负荷分析方法，解决了现有的汽油机排气歧管热负荷分析方法存在分析效率和准确率较低的技术问题，实现了汽油机排气歧管热负荷分析方法设计合理，分析效率和准确率较高的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了汽油机排气歧管热负荷分析方法，所述方法包括：

首先计算出排气歧管内流场的进出口边界条件；

然后计算排气歧管瞬态内流场，得到排气歧管内壁面瞬态热边界条件，再用时间平均方法计算出内壁面热边界条件的平均值；

然后再模拟发动机台架试验的稳态外流场，得到排气歧管外壁面热边界条件；

随后利用FEA软件计算出排气歧管表面的温度场分布；

然后使用计算的排气歧管表面温度场分布修正CFD软件分析的边界条件，通过多次迭代计算，得到排气歧管稳定的温度场，并计算其热应力、热变形。

进一步的，所述瞬态内流场的曲轴转角为0～720°CA。

进一步的，内流场计算采用瞬态模式，壁面区采用标准壁面函数，湍流模型选用高Reynolds模型。

进一步的，外流场网格划分采用非结构化四面体网格，外流场和发动机接触的表面增加附面层网格。

进一步的，外流场计算采用稳态模式，壁面区采用标准壁面函数，湍流模型选用高Reynolds模型。

进一步的，CFD计算的排气歧管内外热边界条件将加载到排气歧管有限元模型上，通过有限元传热分析得到排气歧管的温度分布。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了将汽油机排气歧管热负荷分析方法设计为包括：首先计算出排气歧管内流场的进出口边界条件；然后计算排气歧管瞬态内流场，得到排气歧管内壁面瞬态热边界条件，再用时间平均方法计算出内壁面热边界条件的平均值；然后再模拟发动机台架试验的稳态外流场，得到排气歧管外壁面热边界条件；随后利用FEA软件计算出排气歧管表面的温度场分布；然后使用计算的排气歧管表面温度场分布修正CFD软件分析的边界条件，通过多次迭代计算，得到排气歧管稳定的温度场，并计算其热应力、热变形的技术方案，所以，有效解决了现有的汽油机排气歧管热负荷分析方法存在分析效率和准确率较低的技术问题，进而实现了汽油机排气歧管热负荷分析方法设计合理，分析效率和准确率较高的技术效果。

附图说明

图1是本申请实施例一中汽油机排气歧管热负荷分析方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种汽油机排气歧管热负荷分析方法，解决了现有的汽油机排气歧管热负荷分析方法存在分析效率和准确率较低的技术问题，实现了汽油机排气歧管热负荷分析方法设计合理，分析效率和准确率较高的技术效果。

本申请实施中的技术方案为解决上述技术问题。总体思路如下：

采用了将汽油机排气歧管热负荷分析方法设计为包括：首先计算出排气歧管内流场的进出口边界条件；然后计算排气歧管瞬态内流场，得到排气歧管内壁面瞬态热边界条件，再用时间平均方法计算出内壁面热边界条件的平均值；然后再模拟发动机台架试验的稳态外流场，得到排气歧管外壁面热边界条件；随后利用FEA软件计算出排气歧管表面的温度场分布；然后使用计算的排气歧管表面温度场分布修正CFD软件分析的边界条件，通过多次迭代计算，得到排气歧管稳定的温度场，并计算其热应力、热变形的技术方案，所以，有效解决了现有的汽油机排气歧管热负荷分析方法存在分析效率和准确率较低的技术问题，进而实现了汽油机排气歧管热负荷分析方法设计合理，分析效率和准确率较高的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一：