【摘 要】
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车辆在试验或正常行驶的过程中,如果发动机排气歧管总成的设计重量过大,就会增加整个车辆的重量,必然会增加油耗,与节能环保的主题相违背,并且也不是轻量化所追求的。出于以
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车辆在试验或正常行驶的过程中,如果发动机排气歧管总成的设计重量过大,就会增加整个车辆的重量,必然会增加油耗,与节能环保的主题相违背,并且也不是轻量化所追求的。出于以上原因在保证排气歧管总成的流体性能和结构性能不降低的情况下进行结构优化,最终优化后的排气歧管总成的重量减少10%左右。本文借助于流固耦合的仿真分析方法对排气歧管总成进行仿真分析,再将优化后的排气歧管总成组装到发动机上进行台架试验验证。本论文的主要工作内容如下：(1)对排气歧管总成一些对流体性能和结构性能影响较小的部位进行适当的简化。比如催化器进行简化为多孔介质,法兰的螺纹给予忽略,一些倒角进行直角过渡等。(2)对一些求解问题进行假设。比如整个模拟区域(排气歧管内壁)流体均假设为单相流动。不考虑废气不同成分的影响。假设废气不会发生化学反应,在瞬间废气会发生化学反应的但是这里只想得到内壁的换热系数,而不同成分的废气对换热系数的影响不是很大,这里就没有考虑废气中分子的化学反应。(3)用流固耦合仿真分析方法得出了一些能够表征排气歧管总成性能的参数、比如有流速、流量、温度、应力、应变、变形等。通过这些参数的对比,判定优化前后模型性能的提高程度。(4)最后将优化后的排气歧管总成组装到发动机上进行台架试验。通过试验参数的对比表明用流固耦合的仿真分析方法对排气歧管总成的优化分析是可行的。因此,将发动机排气歧管总成作为一个整体系统来研究,是可行的。研究结果表明：仿真结果与试验数据基本趋于吻合,该仿真模型和仿真方法可以有效地对发动机排气歧管总成进行研究,有利于缩短设计周期和减少设计成本。
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