基于一维模拟的排气歧管流固耦合瞬态热管理

摘要

由于高温高压气体的流动冲击,发动机排气歧管会产生较大的温度梯度并承受较大的热应力。以热应力和应变为目标,该研究对某车型发动机排气歧管进行优化。首先对一维发动机进行建模和计算,利用流固耦合方法计算排气歧管的温度场,并做了网格无关性的验证。将结果作为热负荷,计算排气歧管的热疲劳参数并以热应力和热变形为目标对该排气歧管进行改进。结果表明:改进后的排气歧管热应力和热变形明显降低,其中最大热应力减小了21MPa,降幅为8.5%;热应变减小了0.07 mm,占4%,疲劳寿命提高了约1100次。该研究为车辆发动机排气歧管的设计和优化提供了一种有效的方法,具有参考意义。