[发明专利]用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法

说明书

本发明涉及一种用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法，具其包括如下步骤：步骤1、提供AVL‑FIRE软件计算得到的CFD温度场，读取得到所需的温度场文件；步骤2、计算得到每个网格节点的时间平均温度场；步骤3、将上述网格节点的时间平均温度场进行排序，并与所述排序后的网格节点的节点号更改至与有限元网格节点对应的节点号，且对每个网格节点添加ABAQUS有限元软件节点温度场赋值关键字，以使得得到的瞬态温度场转换文件能直接被ABAQUS读取。本发明能实现AVL‑FIRE软件与有限元软件ABAQUS之间数据的直接交换，快速实现瞬态温度场文件的时间平均计算和格式转换，满足对汽车发动机后处理分析的需求。

技术领域

本发明涉及一种数据转换方法，尤其是一种用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法，具体地说是用于AVL-FIRE软件与有限元软件ABAQUS软件的瞬态温度场数据交换方法，属于汽车发动机后处理的技术领域。

背景技术

发动机排气歧管及紧耦合排气净化器是发动机后处理系统的关键零部件，由于其恶劣的工作环境，热应力疲劳断裂是一种最为常见的失效模式。今年来，随着紧耦合后处理系统的应用越来越广泛，发动机排气温度越来越高，利用流固耦合分析计算来预测排气歧管和紧耦合排气净化器的温度梯度和热应力的做法，得到业内人士的普遍认同和关注。

目前，实现排气歧管和紧耦合净化器流固耦合计算热应力的软件有很多，但都不能够直接实现瞬态温度场文件的快速求解和直接转换；其中，CCM+和ABAQUS可以实现稳态温度场文件的转换工作，但无法考虑特定发动机工作周期内的瞬态温度场的时间平均和数值转换，其他流体软件和有限元软件的数据交换基本需要第三方软件来实现。

目前，AVL-FIRE软件和有限元ABAQUS软件分属不同软件领域。FIRE主要在通用流场和发动机燃烧等方面具有极大优势，而ABAQUS则是基于有限元法的结构分析软件，主要在线性、非线性的力学响应分析上具有较大优势。两款软件目前无直接的数据转换接口。

市场上应用的分析软件中，能实现温度场数据直接转换的主要是同一平台，如ANSYS与FLUNENT，ABAQUS与Star-CCM+等，其余不同平台的软件基本不具备温度场数据的时间平均计算和直接传导功能，难以满足对汽车发动机后处理分析的分析需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于汽车发动机后处理的时间平均平均温度场数据转换方法，其能实现AVL-FIRE软件与有限元软件ABAQUS之间数据的直接交换，快速实现瞬态温度场文件的时间平均计算和格式转换，满足对汽车发动机后处理分析的需求。

按照本发明提供的技术方案，一种用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法，所述转换方法包括如下步骤：

步骤1、提供AVL-FIRE软件计算得到的CFD温度场，并根据所需的网格节点数、发动机周期的起始角、发动机周期的终止角以及温度场转角间隔读取CFD温度场，以得到所需的温度场文件；

步骤2、对上述读取得到的温度场文件，对每个网格节点数的温度场数据以及换热系数数据进行时间加权平均计算，以得到每个网格节点的时间平均温度场；

步骤3、将上述网格节点的时间平均温度场进行排序，并与所述排序后的网格节点的节点号更改至与有限元网格节点对应的节点号，且对每个网格节点添加ABAQUS有限元软件节点温度场赋值关键字，以使得得到的瞬态温度场转换文件能直接被ABAQUS读取，所述直接读取的瞬态温度场转换文件能作为载荷在结构有限元内壁面网格上进行加载。

读取CFD温度场，得到的温度场文件存储在EXCEL文件中。

所述ABAQUS有限元软件的节点温度场赋值关键字包括*Cfilm、节点号、“1.”、温度值以及换热系数值。