發(fā)動(dòng)機(jī)排氣三通結(jié)構(gòu)流動(dòng)的試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力的不斷提高,以及逐漸嚴(yán)厲的排放法規(guī),都對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了更高的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣在三通結(jié)構(gòu)處為復(fù)雜的三維流動(dòng),存在著嚴(yán)重的局部能量損失。試驗(yàn)是獲得流動(dòng)損失數(shù)據(jù)最直接的方法,但是試驗(yàn)周期長(zhǎng),費(fèi)用高;隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值模擬在流動(dòng)分析方面的作用越來(lái)越重要。本文以發(fā)動(dòng)機(jī)三通結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,進(jìn)行了試驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究。
　　在試驗(yàn)方面,首先搭建了穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)架,并針對(duì)某T型三通在不同的工況下進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)試驗(yàn),用

2、總壓損失系數(shù)表示排氣在三通處的局部損失,得到其靜壓損失系數(shù)和總壓損失系數(shù)隨質(zhì)量流量比的變化關(guān)系,表明壓縮性對(duì)靜壓損失系數(shù)和總壓損失系數(shù)的影響并不大;與不可壓縮流動(dòng)的理論推導(dǎo)公式進(jìn)行了對(duì)比,表明不可壓縮流動(dòng)壓力損失的計(jì)算公式并不適用與實(shí)際的排氣管流動(dòng),公式實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行修正;其次,加工了用于PIV測(cè)試的三通結(jié)構(gòu)視窗,并搭建了測(cè)試臺(tái)架,對(duì)不同總管馬赫數(shù)下的流場(chǎng)三通部分進(jìn)行了測(cè)量,對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了分析,比較了不同馬赫數(shù),不同流量比下的流場(chǎng)圖

3、。
　　對(duì)三通結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維建模,利用FLUENT進(jìn)行了數(shù)值仿真,比較了不同計(jì)算模型之間的差別,并分別與試驗(yàn)值和PIV測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,表明kSST湍流模型精度較高,能夠準(zhǔn)確模擬排氣在三通內(nèi)的流動(dòng);比較了不同總管馬赫數(shù)下的損失系數(shù),表明可壓縮性對(duì)損失系數(shù)的影響不大;計(jì)算比較了不同支管夾角的模型,表明支管夾角越大,總壓損失系數(shù)K13和K23越大;計(jì)算比較了不同面積比的模型,表明對(duì)支管1到支管3的損失K13,面積比越小,損失越大,對(duì)