乘用車排氣系統(tǒng)內(nèi)流場分析

畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院系(專業(yè))：車輛工程題目：乘用車排氣系統(tǒng)內(nèi)流場分析

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名：日期：

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日

注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂

指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□優(yōu)□良□中□及格□不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□優(yōu)□良□中□及格□不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）指導(dǎo)教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日

評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格建議成績：□優(yōu)□良□中□及格□不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）評(píng)閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)□優(yōu)□良□中□及格□不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□優(yōu)□良□中□及格□不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□優(yōu)□良□中□及格□不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□優(yōu)□良□中□及格□不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□優(yōu)□良□中□及格□不及格評(píng)定成績：□優(yōu)□良□中□及格□不及格教研室主任（或答辯小組組長）：（簽名）年月日教學(xué)系意見：系主任：（簽名）年月日

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要題目乘用車排氣系統(tǒng)內(nèi)流場分析摘要:汽車的銷量隨著人們生活水平的不斷提高,以及當(dāng)前工業(yè)化發(fā)展不斷進(jìn)步而迅速增長。但是越來越多的汽車給社會(huì)帶來很多問題，如空氣污染問題、噪聲污染問題、能源消耗問題等等。汽車排氣系統(tǒng)，是汽車上非常重要的部位，不僅能控制尾氣污染,還會(huì)可以降低排氣噪聲，而且對(duì)汽車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都會(huì)產(chǎn)生影響,所以它的設(shè)計(jì)好壞至關(guān)重要。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法既浪費(fèi)時(shí)間又得不到什么較好的結(jié)果,而且理論分析方法計(jì)算對(duì)象太過于抽象化和簡化，有時(shí)也是非常難甚至不會(huì)得到解析解，但是CFD克服了這些弱點(diǎn)，在排氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及改進(jìn)方案中提供了很多可行的方案。本文在查閱大量資料的基礎(chǔ)上論述了排氣系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀。然后對(duì)排氣系統(tǒng)內(nèi)流場進(jìn)行了建模、模擬計(jì)算，并通過對(duì)它們流場中的一些數(shù)值模擬進(jìn)行了流體分析，對(duì)排氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出個(gè)合理的方案。關(guān)鍵詞：排氣系統(tǒng)；內(nèi)流場；流體分析畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要TitleTheflowfieldanalysisofpassengercarexhaustsystemAbstract:Carsaleswiththecontinuousimprovementoflivingstandards,aswellasthecurrentindustrializationdevelopmentprogressandrapidgrowth.Butmoreandmorecarsbringmanyproblemstosociety,suchasairpollution,noisepollution,energyconsumptionetc..Automobileexhaustsystem,isaveryimportantpartofthecar,cannotonlycontrolthetailgaspollution,butalsocanreducetheexhaustnoise,butalsowillhaveanimpactonthedynamicperformanceandfueleconomy,soitiscrucialtoitsdesignquality.Thetraditionaldesignmethodisnotonlyawasteoftimeandnotwhatgoodresults,andthetheoreticalanalysismethodtocalculatetheobjectistooabstractandsimplified,andsometimesverydifficultwillnotevengetanalyticsolution,butCFDovercometheseweaknesses,intheimprovedschemeandoptimizethedesignoftheexhaustsystemprovidesmanyfeasibleschemes.Wefirstbrieflyintroducethedevelopmentstatusofautomobileexhaustsystem,andthenintroducestheapplicationandtheSolidworkssoftware.Thentheflowfieldintheexhaustsystemofcomputationalmodeling,simulation,andthroughtheanalysisofsomenumericalfluidflowsimulationinthem,putforwardareasonableproposaltooptimizethedesignoftheexhaustsystem.Keywords:theexhaustpipe;Theflowfield;Fluidanalysis目錄1緒論 為人們出門必備的交通工具。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2014年我國汽車保有量為1.37億輛，但是作為汽車主要能源供應(yīng)，大家都知道，石油現(xiàn)在的儲(chǔ)量并不能滿足我們當(dāng)前的需求，并且在逐漸減少，而且燃油的價(jià)格也是越來越高。汽車的噪聲污染也成為了環(huán)境污染的最大污染源之一，為人們的生活帶來了很多不利。汽車排氣系統(tǒng)是汽車上非常重要的組成部分，它在汽車上的作用是把產(chǎn)生的廢氣排出，在排氣的過程中對(duì)廢氣進(jìn)行凈化、消聲和降噪處理，它的性能的好壞對(duì)汽車的排氣、噪聲、動(dòng)力性能以及油耗都有較大的影響。但是隨著現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，我們需要更好的排氣管材料和更好的技術(shù)工藝。二十一世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)方面取得了非常大的發(fā)展，可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行模擬計(jì)算，替代了原有的實(shí)驗(yàn)方法，彌補(bǔ)了之前的不足之處。1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD，簡稱CFD）在經(jīng)典流體力學(xué)和數(shù)值模擬的方法，計(jì)算機(jī)仿真和圖形顯示，流體流動(dòng)和傳熱的物理現(xiàn)象有關(guān)的系統(tǒng)分析。它是流體及其應(yīng)用的學(xué)科機(jī)械運(yùn)動(dòng)。在各種力的作用下主要研究，自己的流體狀態(tài)，力學(xué)和流體與固體壁之間的相互作用的分支，流體和流體的流體運(yùn)動(dòng)，和其他形式的。CFD方法可以克服的理論分析方法和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)特定計(jì)算的計(jì)算機(jī)上，喜歡在電腦上工作，物理實(shí)驗(yàn)。在本世紀(jì)下半葉，測(cè)試技術(shù)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)，計(jì)算方法和分析方法的研究進(jìn)展，對(duì)各種非線性滲流力學(xué)和其它物理方面的流動(dòng)，發(fā)展現(xiàn)狀-化學(xué)耦合作用是豐富多彩的。在實(shí)驗(yàn)方面，建立了適用于不同馬赫數(shù)的研究，典型的流風(fēng)洞的雷諾茲數(shù)范圍，一個(gè)吉博管，彈道目標(biāo)和水箱，水隧道，轉(zhuǎn)盤和其它測(cè)試設(shè)備，激光技術(shù)的發(fā)展，處理和分析成為可能，創(chuàng)造新的現(xiàn)象的條件和驗(yàn)證新的理論。流體力學(xué)的計(jì)算的快速發(fā)展。有限差分，有限元，有限元分析，光譜法和辛算法；建立一個(gè)完整的理論體系，即穩(wěn)定性理論，分析，和網(wǎng)格生成和自適應(yīng)技術(shù)，擴(kuò)散的數(shù)值耗散和加速迭代法的收斂性；提出了混合方法和各種各樣的拉格朗日-歐拉求解一個(gè)自由邊界問題復(fù)雜流場的計(jì)算，包括高精度格式等復(fù)雜的沖擊。目前，計(jì)算流體力學(xué)是流體力學(xué)的所有分支不可缺少的工具。在本世紀(jì)的流體力學(xué)的一些基本流動(dòng)現(xiàn)象的研究取得了可喜的進(jìn)步，下面將當(dāng)前的湍流，流動(dòng)穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀，混沌，非線性波，渦旋運(yùn)動(dòng)，流程復(fù)雜，多相流和非平衡流域。1.3課題主要研究內(nèi)容本文通過利用UG對(duì)排氣系統(tǒng)的模型建立，運(yùn)用FlowSimulation軟件對(duì)其流場進(jìn)行模擬分析，步驟如下：確定乘用車上排氣系統(tǒng)的模型，運(yùn)用UG軟件對(duì)排氣系統(tǒng)進(jìn)行初步建模，并運(yùn)用流體分析軟件對(duì)排氣系統(tǒng)整體內(nèi)流場的工作情況進(jìn)行分析研究，得到排氣系統(tǒng)內(nèi)流場的分布狀況，根據(jù)得到的相應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)排氣系統(tǒng)的性能作出評(píng)價(jià)；根據(jù)排氣系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)狀況中的外界以及內(nèi)部條件，在運(yùn)用軟件分析內(nèi)流場時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的條件，設(shè)定初始條件根據(jù)給定的條件分析出來的結(jié)果，來判定排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最佳方案；簡單介紹CFD的理論，并簡述了計(jì)算CFD中常用的幾種湍流模型，最后介紹了多孔介質(zhì)模型的一些處理方法。通過給定的條件，和設(shè)定的邊界條件完成排氣系統(tǒng)內(nèi)部流場的分析，根據(jù)得到的結(jié)果不斷改進(jìn)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。2流體力學(xué)及流場分析軟件的介紹2.1概述流體力學(xué)的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的一個(gè)分支，是研究流體（包括氣體和液體）及相關(guān)力學(xué)行為的科學(xué)。根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的研究可以分為靜力和動(dòng)力，也可以按應(yīng)用范圍分為水力學(xué)，空氣動(dòng)力學(xué)等。流體力學(xué)的基本方程是納維-斯托克斯方程，Navier-Stokes方程。它包含的速度，壓力，密度，粘度，P和T的變量，如溫度，這些位置（x，y，z）函數(shù)和時(shí)間流動(dòng)模擬是第一個(gè)完全建立在SolidWorks軟件在熱流體仿真分析模塊，操作簡單，使用方便。流動(dòng)模擬不需要另一個(gè)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）來修改你的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，從而節(jié)省了時(shí)間和成本的相當(dāng)大的。利用CFD分析功能，可以模擬液體和氣體流量，操作條件的實(shí)際情況，和組件或周圍的流體滲透零件的快速分析，傳熱和相關(guān)的力。2.2流體力學(xué)及應(yīng)用現(xiàn)狀（1）流體力學(xué)的發(fā)展在第十七世紀(jì)，牛頓流體阻力的研究在移動(dòng)體力學(xué)的創(chuàng)始人，阻力是與流體的密度、物體迎流截面積以及運(yùn)動(dòng)速度平方成正比關(guān)系。他在粘性流體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)部摩擦是牛頓粘性定律提出了。然而，牛頓尚未建立流體動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)上，他提出了許多的力學(xué)模型及結(jié)論與實(shí)際情況是不同的。在那之后，法國被用來測(cè)量皮托管測(cè)速；戴倫Bell在電阻的運(yùn)河船的許多實(shí)驗(yàn)，證實(shí)與物體的速度阻力之間的關(guān)系；瑞士的歐拉采用連續(xù)介質(zhì)的概念，靜壓力的概念應(yīng)用于流體的運(yùn)動(dòng)，歐拉方程，通過在非粘性流體運(yùn)動(dòng)微分方程的正確描述；伯努利從經(jīng)典力學(xué)的水節(jié)能，供水管道流動(dòng)，精心安排的實(shí)驗(yàn)和分析，流體的速度，關(guān)系的管道壓力，高度下的運(yùn)動(dòng)——伯努利方程。這些偉大的進(jìn)步是研究方法和使用不同的數(shù)學(xué)分析方法，建立實(shí)驗(yàn)設(shè)備和大型，精密儀器，分不開的。50年代以來，計(jì)算機(jī)的不斷提高，使分析的方法研究了原始的利用，可以采用數(shù)值計(jì)算的方法進(jìn)行的，在這個(gè)新的分支計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)。同時(shí)，由于民事和軍事生產(chǎn)，流體力學(xué)等學(xué)科也取得了很大的進(jìn)步。（2）流體力學(xué)應(yīng)用現(xiàn)狀從80年代初期開始才有CFD應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，在這幾年之間，其應(yīng)用已涉及到汽車車身設(shè)計(jì)、汽車內(nèi)部空間的空調(diào)、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的氣體流動(dòng)以及冷卻系、汽車液力變矩器、廢氣渦輪增壓器中的壓氣機(jī)和渦輪的葉輪與蝸殼等中的流動(dòng)現(xiàn)象的研究與計(jì)算，同時(shí)進(jìn)一步發(fā)展到研究汽車與發(fā)動(dòng)機(jī)中傳熱、燃燒以及預(yù)測(cè)噪聲強(qiáng)度與模具設(shè)計(jì)等相關(guān)的問題。排氣系統(tǒng)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其優(yōu)劣影響到汽車的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和有害物排放的水平。近年來更多的汽車采用了四氣門技術(shù)及可變技術(shù)，柴油機(jī)也向直噴式燃燒室發(fā)展，這就使得相應(yīng)的氣道設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜化。運(yùn)用CFD方法對(duì)排氣系統(tǒng)內(nèi)流體流動(dòng)進(jìn)行模擬計(jì)算，可以獲得排氣系統(tǒng)內(nèi)壓力、流速、流場分布以及溫度場等的分布規(guī)律，并建立排氣系統(tǒng)的形狀與其特性的關(guān)系，為設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供依據(jù)。2.3Solidworks軟件的應(yīng)用范圍SolidWorks2010一些提供的新功能可以提高設(shè)計(jì)師和工程師的工作效率。例如，快速的大小是申請(qǐng)專利標(biāo)記功能，可以顯示新的大小放置的替代品，和現(xiàn)有的尺寸甚至重新排列，從而為選定的空間大小。配置發(fā)布。用戶可以方便地發(fā)布到三維contentcentral?服務(wù)接口，可以很容易地配置替代模型。正在申請(qǐng)專利的智能鼠標(biāo)手勢(shì)的手部動(dòng)作的簡化了前所未有的改善。SolidWorks2010還提供了參考平面大大加強(qiáng)的創(chuàng)作方法，鈑金，焊接性能，功能組件鏡像和直接編輯工具。PhotoView360的使用，初學(xué)者也可以設(shè)計(jì)的照片圖像渲染效果如大師。1.SolidWorks擁有功能齊全的實(shí)體建模功能。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí)抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。2.通過對(duì)特征和草圖的不斷修復(fù)，用拖拽的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。3.三維草圖功能為掃描、放樣生成三維草圖路徑，或?yàn)楣艿?、電纜、線和管線生成路徑。2.4FlowSimulation軟件簡介FlowSimulation軟件是一款功能強(qiáng)大的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）工具，可以輕松快捷地仿真對(duì)于成功的設(shè)計(jì)至關(guān)重要的液體流動(dòng)、傳熱和流體作用力。下圖為Solidworks軟件中FlowSimulation應(yīng)用部分：圖2.1solidworks軟件SolidworksFlowSimulation為無縫嵌入solidworks中的流體仿真軟件，是一種新的工具的革命產(chǎn)生的流體動(dòng)力學(xué)分析。該軟件采用新技術(shù)，特別是與流體嚙合，設(shè)計(jì)工程師與熱相關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)提供了有力武器。將復(fù)雜的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)。你可以很快的和容易的模擬液體流動(dòng)，傳熱和流體動(dòng)力設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。流體和氣體流動(dòng)模擬的實(shí)際條件，運(yùn)行“假設(shè)”，并影響侵襲性零件的快速分析及部分對(duì)流體流動(dòng)，傳熱和相關(guān)的力。可以比較的設(shè)計(jì)方法做出更好的決策，從而獲得性能優(yōu)良的產(chǎn)品。模型的具體專業(yè)可以簡化分析暖通空調(diào)和電動(dòng)冷卻。

3排氣系統(tǒng)理論基礎(chǔ)3.1汽車排氣系統(tǒng)的基本要求（1）應(yīng)該滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣要求，如排氣背壓、功率損失等因素；（2）排氣系統(tǒng)中的零部件不可以承擔(dān)由于重量、慣性力、元件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或由于過熱膨脹產(chǎn)生的形狀改變而引起過大應(yīng)力；（3）排氣系統(tǒng)必須能夠阻止外界的異物,如其他液體、垃圾等通過排氣系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)或增壓器；（4）排出的廢氣必須擴(kuò)散到汽車進(jìn)排氣系統(tǒng)以外，以免對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)合適的工作環(huán)境和正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不良影響；（5）排氣系統(tǒng)內(nèi)流體產(chǎn)生的噪聲必須降低到符合相關(guān)法規(guī)的要求。3.2排氣系統(tǒng)的組成排氣系統(tǒng)由排氣歧管、前管、催化轉(zhuǎn)化器、中心管、主消音器和尾管等零部件構(gòu)成。根據(jù)車種的不同，有的安裝了數(shù)個(gè)催化轉(zhuǎn)化器，有的安裝了副消音器。下圖3.1為排氣系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：圖3.1排氣系統(tǒng)組成3.3排氣系統(tǒng)各個(gè)組成的功用（1）排氣歧管，又叫排氣支管，是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要組件，它的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)化的工作。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中所產(chǎn)生的廢氣通過排氣歧管進(jìn)入排氣管。（2）催化反應(yīng)器為了減少汽車排出的廢氣對(duì)空氣的污染排氣凈化系統(tǒng)。將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無害的CO2、H2O和N2等氣體的過程。三元催化器的載體部件是一塊多孔陶瓷材料，安裝在特制的排氣管當(dāng)中，通過廢氣流經(jīng)管內(nèi)的多孔介質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行廢氣處理。（3）消聲器：排氣系統(tǒng)上的消聲器既可以讓氣流通過，又可以消除或者降低排氣系統(tǒng)內(nèi)噪聲噪聲的裝置，是控制氣流噪聲的主要裝置。合理的消聲器設(shè)計(jì)，可以在其正常的工作環(huán)境下，有效的降低噪聲污染，降低阻力損失。（4）排氣尾管：保證排出的尾氣，不至于吹到車身上，也不能使排出的尾氣被吸進(jìn)空氣濾清器，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工況。

4排氣系統(tǒng)內(nèi)流場的模擬計(jì)算4.1FlowSimulation軟件求解過程(1)整體設(shè)計(jì)流程不管是流動(dòng)、傳熱、污染的移動(dòng)、穩(wěn)態(tài)問題，還是瞬息問題，此類的求解過程均可以用圖4.1所示的過程來求解：圖4.1整體設(shè)計(jì)流程(2)確立控制方程對(duì)于理論分析,采用守恒或非守恒變量,守恒方程或非守恒方程,通常沒有本質(zhì)的區(qū)別,但是離散的數(shù)值計(jì)算中,守恒型與非守恒型引起的差別會(huì)很大,尤其是求解含激波等弱解問題時(shí)。因此方程的守恒性，是計(jì)算流體力學(xué)中需要重點(diǎn)注意的問題。排氣系統(tǒng)內(nèi)的廢氣屬于流體，所以應(yīng)該遵循基本的守恒定律。但是如果排氣系統(tǒng)內(nèi)的廢氣的流體處于湍流狀態(tài)時(shí)，我們還要添加湍流的運(yùn)行方程。(3)邊界條件的設(shè)定與初始條件的確立邊界條件與初始條件是控制方程有確定解的前提。邊界條件是在求解區(qū)域的邊界上所求解的變量或其導(dǎo)數(shù)隨時(shí)間和地點(diǎn)的變化規(guī)律。對(duì)于任何問題，都需要給定邊界條件。初始條件是所研究對(duì)象在過程開始時(shí)刻各個(gè)求解變量的空間分布情況，對(duì)于瞬態(tài)問題，必須給定初始條件，穩(wěn)態(tài)問題，則不用給定。對(duì)于邊界條件與初始條件的處理，直接影響計(jì)算結(jié)果的精度。在穩(wěn)態(tài)問題中，初始條件影響結(jié)果收斂的速度，而邊界條件控制流動(dòng)形式。在瞬態(tài)（非穩(wěn)態(tài)）問題中，隨時(shí)間變化的流動(dòng)形式收到邊界條件和初始條件的影響。在瞬態(tài)問題中，除了要在計(jì)算開始之前初始化相關(guān)的數(shù)據(jù)外，不需要其他特殊處理。給定初始條件時(shí)要注意的是：要針對(duì)所有計(jì)算變量，給定整個(gè)計(jì)算域內(nèi)各單元的初始條件；初始條件一定是物理上合理的，要靠經(jīng)驗(yàn)或?qū)崪y(cè)結(jié)果。在流動(dòng)分布的詳細(xì)信息未知，但邊界的壓力值已知的情況下，使用恒壓邊界條件。應(yīng)用該邊界條件的典型問題包括：物體外部繞流，自由表面流，自然通風(fēng)及燃燒等浮力驅(qū)動(dòng)流和有多個(gè)出口的內(nèi)部流動(dòng)。針對(duì)任何問題，都需要設(shè)定邊界條件。例如，在椎管內(nèi)的流動(dòng)，在椎管進(jìn)口斷面上，我們可給定速度、壓力沿半徑方向的分布，而在管壁上，對(duì)速度取無滑移邊界。邊界條件與初始條件的設(shè)定，直接影響了最后計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。（4）網(wǎng)格模型流動(dòng)和傳熱問題的數(shù)值計(jì)算的第一步是生成網(wǎng)格，以連續(xù)計(jì)算面積的空間劃分，將其劃分為多個(gè)子區(qū)域，并確定各區(qū)域的節(jié)點(diǎn)。流動(dòng)與傳熱工程中遇到的問題主要發(fā)生在復(fù)雜的地區(qū)，因此不規(guī)則區(qū)域的網(wǎng)格計(jì)算和計(jì)算是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，在流體力學(xué)和傳熱。事實(shí)上，準(zhǔn)確的流動(dòng)與傳熱的數(shù)值計(jì)算問題的最終結(jié)果的計(jì)算效率，方法主要依賴于所產(chǎn)生的網(wǎng)格和?，F(xiàn)有的各種網(wǎng)格生成方法在一定條件下有其優(yōu)勢(shì)和弱點(diǎn)，各種流體場計(jì)算的算法也有它的適用范圍。一個(gè)成功的和有效的數(shù)值計(jì)算，僅實(shí)現(xiàn)及兩網(wǎng)格算法流場計(jì)算的一代之間的良好匹配。由于對(duì)物理空間的許多物理規(guī)律的變化來計(jì)算空間，相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)該改變，并在計(jì)算平面計(jì)算完成，不是簡單的在計(jì)算平面應(yīng)用規(guī)則和公式對(duì)數(shù)據(jù)處理的物理平面。此外，有時(shí)與時(shí)移的計(jì)算網(wǎng)格，控制體體積隨時(shí)間的變化，并確保質(zhì)量滿足守恒定律，應(yīng)使數(shù)值計(jì)算能滿足“空間”的保護(hù)法。在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的幾何信息和控制體積必須被存儲(chǔ)，但節(jié)點(diǎn)間的鄰居關(guān)系是基于網(wǎng)格數(shù)規(guī)則自動(dòng)產(chǎn)生的，因此不需要存儲(chǔ)這些信息，這是結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的一大優(yōu)勢(shì)。然而，當(dāng)計(jì)算域是復(fù)雜的，即使不規(guī)則網(wǎng)格生成技術(shù)的應(yīng)用是很難妥善處理解決區(qū)域，復(fù)合網(wǎng)格的才能，也被稱為分塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。在該方法中，整個(gè)溶液域分成幾塊，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中使用的每一個(gè)塊，塊與塊之間可以并行。即使兩塊與一個(gè)共同的邊緣連接的，也可以是部分重疊。該網(wǎng)格生成方法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。同時(shí)，不需要網(wǎng)格線在整個(gè)計(jì)算域，帶來了很多方便處理不規(guī)則的區(qū)域，是目前廣泛使用的。(5)建立離散方程由于節(jié)點(diǎn)分布的方法和離散化方程，導(dǎo)出了不同變量之間的假設(shè)，從而形成了一種離散化方法，有限差分法，有限元法和有限體積法和其他不同類型的。在離散方法中，中間的有限體積法可以作為有限元法和有限差分法。有限元法必須假定變化的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)之間（即插值函數(shù)），近似解。有限差分法只考慮數(shù)值網(wǎng)格點(diǎn)不考慮在網(wǎng)格中的節(jié)點(diǎn)的值的變化。節(jié)點(diǎn)的有限體積法只追求的價(jià)值，和有限差分方法類似；但有限體積法在控制體積的積分，必須假定值分布在網(wǎng)格點(diǎn)之間，這與有限元方法類似于。在有限體積法，插值函數(shù)是用來計(jì)算控制體積分，離散方程，可以忘記插值函數(shù)；如有必要，采取不同的微分方程的插值函數(shù)。(6)離散初始條件和邊界條件前面所給定的初始條件和邊界條件是連續(xù)性的，如在靜止壁面上速度為0，現(xiàn)在需要針對(duì)所生成的網(wǎng)格，將連續(xù)型的初始條件和邊界條件轉(zhuǎn)化為特定節(jié)點(diǎn)上的值，如靜止壁面上共有90個(gè)節(jié)點(diǎn)，則這些節(jié)點(diǎn)上的速度值應(yīng)均設(shè)為O。這樣，連同所建立的離散的控制方程，才能對(duì)方程組進(jìn)行求解。(7)給定求解控制參數(shù)在離散空間上建立了離散化的代數(shù)方程組，并施加離散化的初始條件和邊界條件后還需要給定流體的物理參數(shù)和湍流模型的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。此外，還要給定迭代計(jì)算的控制精度、瞬態(tài)問題的時(shí)間步長和輸出頻率等。(8)求解離散方程在對(duì)控制方程進(jìn)行離散后形成的代數(shù)方程組的求解是對(duì)物理過程進(jìn)行數(shù)值模擬的最后一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。代數(shù)方程的求解可以分成直接解法（directmethod）及迭代法（iterativemethod）兩大類。進(jìn)行了上述設(shè)定以后，產(chǎn)生的具有定解條件的代數(shù)方程組。在傳統(tǒng)商用軟件中，提供了很多不同的方法，來適應(yīng)不同種類的問題、(9)判斷解的收散性對(duì)于穩(wěn)態(tài)問題的解，或是瞬態(tài)問題在某個(gè)特定時(shí)間步上的解，往往要通過多次迭代才能得到。有時(shí)，因網(wǎng)格形式或網(wǎng)格大小、對(duì)流項(xiàng)的離散插值格式等原因，可能導(dǎo)致解的發(fā)散。對(duì)于瞬態(tài)問題，若采用顯式格式進(jìn)行時(shí)間域上的積分，當(dāng)時(shí)間步長過大時(shí)；也可能造成解的振蕩或發(fā)散。因此，在迭代過程中，要對(duì)解的收斂性隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)視，井在系統(tǒng)達(dá)到指定精度后，結(jié)束迭代過程。這部分內(nèi)容屬于經(jīng)驗(yàn)性的，需要針對(duì)不同情況進(jìn)行分析。(10)顯示和輸出計(jì)算結(jié)果通過以上求解過程得出了每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上的解后，我們需要通過合適的方法將整個(gè)計(jì)算域上的結(jié)果表示出來。這時(shí)，我們可采用線值圖、矢量圖、等值線圖、流線圖、云圖等方式把計(jì)算結(jié)果表示出來。所謂線值圖，是指在二維或二維空間上，將橫坐標(biāo)取為空間長度或時(shí)間歷程，將縱坐標(biāo)取為某一物理量，然后用光滑曲線或曲面在坐標(biāo)系內(nèi)繪制出某一物理量沿空間或時(shí)間的變化情況。矢量圖是直接給出二維或三維空間里矢量（如速度）的方向及大小，一般用不同顏色和長度的箭頭表示速度矢量。矢量圖可以比較容易地讓用戶發(fā)現(xiàn)其中存在的漩渦區(qū)。等值線圖是用不同顏色的線條表示相等物理量（如溫度）的一條線。流線圖是用不同顏色線條表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡。云圖是使用渲染的方式，將流場某個(gè)截面上的物理量（如壓力或溫度）用連續(xù)變化的顏色塊表示其分布。4.2建立排氣系統(tǒng)模型(1)物理模型首先對(duì)所研究的實(shí)際問題作出一定簡化假設(shè).以確定其物理模型,例如,當(dāng)物理過程中流體的物性變化比不大時(shí)可作常物性的假設(shè);物理量的某一方向上變化相對(duì)于其它兩個(gè)方向很小時(shí)可作二維的假定,等等.圖4.2排氣系統(tǒng)建模(2)數(shù)學(xué)模型根據(jù)所確定的物理模型寫出該過程的控制方程及相應(yīng)的定解條件(初始條件及邊界條件)是其數(shù)學(xué)模型。在建立數(shù)學(xué)模型前應(yīng)考慮的諸多因素：①整個(gè)排氣系統(tǒng)的密封行正常,除了出口和入口處沒有任何漏氣地方;②流動(dòng)形態(tài)：層流或湍流。對(duì)于湍流，要選定響應(yīng)的湍流模型，排氣系統(tǒng)內(nèi)的空氣流動(dòng)是紊流流動(dòng)。③邊界條件是常規(guī)的1、2、3類邊界條件，還是耦合的邊界條件。4.3求解域(1)求解域的生成將在UG里建立好的幾何模型，通過Solidworks軟件通過*prt格式打開，在FlowSimulation模塊中生成計(jì)算域并對(duì)其劃分出計(jì)算網(wǎng)格。FlowSimulation可以通過打開不同格式文件打開UG創(chuàng)建的模型和網(wǎng)格，但不同軟件之間的接口并不是一模一樣的，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致輸入到FlowSimulation中的模型與原模型不一致，且各種格式的文件輸入后完好程度不一。通過FlowSimulation中CheckGeometry檢查整體模型，并對(duì)其加以修正，可正常使用并對(duì)其進(jìn)行模擬分析。最后把輸出的文件導(dǎo)入到FlowSimulation中，進(jìn)行布爾運(yùn)算操作，最后可得到生成的計(jì)算域。(2)確定計(jì)算條件Flowsimulation軟件可以自動(dòng)對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，接下來我們只要設(shè)定好網(wǎng)格計(jì)算的各個(gè)條件即可。如下圖4.3進(jìn)行設(shè)置向?qū)В狐c(diǎn)擊快捷鍵wizard圖4.3設(shè)置向?qū)У倪x擇4.4利用Solidworks軟件進(jìn)行模擬計(jì)算(1)定義邊界條件1.如圖4-4，在Flowsimulation展開分析樹,右擊BoundaryCondition（邊界條件）圖標(biāo)并選擇InsertBoundaryCondition（插入邊界條件）。圖4.4選擇InsertBoundaryCondition2.如圖4-5顯示選擇入口蓋子的內(nèi)表面。圖4.5選擇入口邊界內(nèi)表面3.在指定Type類型下邊選擇入口邊界條件中的速度邊界和InletVelocity。4．如圖4-6所示，在FlowParameters頁，保持法線方向速度的設(shè)定，設(shè)定入口邊界的速度為10m/s。點(diǎn)擊OK。隨著所做的定義，可以知道在FlowSimulation在這個(gè)開口處空氣以10m/s的速度流進(jìn)催化器、5.出口邊界設(shè)定和入口大致相同，如圖4-5所示，右擊BoundaryConditions圖標(biāo)并且選擇InsertBoundaryCondition,首先清除選擇框內(nèi)的選擇條件，然后選擇出口蓋子的內(nèi)表面,邊界Type選擇Pressureopenings（壓強(qiáng)口）和StaticPressure（靜態(tài)壓強(qiáng)），其他采用一個(gè)默認(rèn)的參數(shù)。定義后得到如圖4.6所示圖4.6入口、出口邊界定義圖4.7出口、入口分別定義后(2)創(chuàng)建一個(gè)等方向性多孔介質(zhì)三元催化器中的凈化介質(zhì)，是一種疏松多孔材料，故需要在模型中創(chuàng)建一個(gè)多孔介質(zhì)。首選我們?cè)O(shè)定一個(gè)多孔介質(zhì)屬性的自定義，選擇EngineeringDatabase（工程材料庫），點(diǎn)擊PorousMedia，再點(diǎn)擊UserDefind（用戶自定義），在空白頁（ItemProperties）的地方新建設(shè)置框，然后對(duì)其名稱進(jìn)行更改，設(shè)定Porosity（孔隙率）為0.5；Permeabilitytype（滲透類型）選擇Isotropic（等方向性）；在Resistancecalculationflowrate（壓力阻力計(jì)算方式）選擇PressureDrop，F(xiàn)lowrate，Dimensions（壓降流率尺寸的設(shè)定）；然后Pressuredropvs.flowrate（壓降和流率）選擇VolumeFlowRate（質(zhì)量流）；設(shè)定Length（長度）為0.1m；Area（面積）設(shè)定為0.01m2。如圖4-8。圖4.8isotropic介質(zhì)特性設(shè)定在質(zhì)量流后面選擇一個(gè)選項(xiàng)，設(shè)定壓降曲線，如圖4-9所示：圖4.9壓降特性曲線(3)設(shè)定附加多空介質(zhì)材料屬性在FlowSimulation下找到PorousMedia（多孔介質(zhì)），自動(dòng)把多孔介質(zhì)帶進(jìn)來進(jìn)行選擇，在用戶定義下選擇我們創(chuàng)建的多孔介質(zhì)材料，完成多空介質(zhì)的設(shè)置。如圖4-10所示：圖4．10定義多孔介質(zhì)(4)定義表面目標(biāo)設(shè)置收斂準(zhǔn)則，多孔介質(zhì)關(guān)心的是壓降，所以為了獲得進(jìn)出口壓降，要設(shè)置一定的收斂條件，定義相應(yīng)的SurfaceGoals。首先點(diǎn)擊Goals選擇InsertSurfaceGoals（設(shè)定表面目標(biāo)），選擇InletVelocity1項(xiàng)入口蓋子的內(nèi)表面，在Parameter上勾選TotalPressure（總壓）中的Av（平均值）以及UseforConv（把總壓設(shè)為我們的收斂準(zhǔn)則來進(jìn)行計(jì)算），完成進(jìn)口壓力的準(zhǔn)則設(shè)置。圖4.11生成入口目標(biāo)圖4.12生成出口目標(biāo)相同的方法選擇出口蓋子的內(nèi)表面，在TotalPressure行Parameter表勾選平均值A(chǔ)V，然后選擇UseforConv作為我們的收斂準(zhǔn)則。(5)定義方程目標(biāo)目標(biāo)設(shè)置基本上是一個(gè)信息流的模擬，你想得到什么樣的流動(dòng)模擬約簡結(jié)果和得到的仿真結(jié)果的時(shí)間。通過設(shè)置一個(gè)變量作為該項(xiàng)目的目標(biāo)，你給流動(dòng)模擬的可變信息，告訴它在這些變量的收斂時(shí)間是很重要的（選擇變量為目標(biāo)）和那些沒有選擇可變精度可適當(dāng)放松一些。可以設(shè)置整個(gè)溶液域的目標(biāo)（全局對(duì)象），在選定的體積（體積目標(biāo)），選擇的表面積（表面目標(biāo)），或確定一個(gè)點(diǎn)（點(diǎn)目標(biāo)）。此外，流動(dòng)模擬可以對(duì)目標(biāo)計(jì)算平均值，最大值和最小值。當(dāng)然，你可以包括基本數(shù)學(xué)函數(shù)存在的目標(biāo)變量設(shè)置一個(gè)方程目標(biāo)。該方程可計(jì)算的目標(biāo)是你所感興趣的參數(shù)（例如：壓力降）和項(xiàng)目保存這些信息，以供將來參考。如圖4-13，選擇Goals圖標(biāo)并且選擇InsertEquationGoal（設(shè)置方程的檢測(cè)目標(biāo)），在Flowsimulation分析樹，選擇出口（SGInletAvTotalPressure1）減去入口（SGOutletAvTotalPressure1）。選擇壓力作為單位，點(diǎn)擊ok運(yùn)行后，新的EquationGoal1項(xiàng)出現(xiàn)在樹中。圖4.13定義方程檢測(cè)目標(biāo)這樣就完成了一個(gè)收斂準(zhǔn)則的設(shè)置，設(shè)定方程檢測(cè)目標(biāo)只是使用定義的目標(biāo),輸入數(shù)據(jù)條件常數(shù)和參數(shù)。如果常數(shù)表示一些物理參數(shù)確定使用了項(xiàng)目單位系統(tǒng)。Flowsimulation中對(duì)于定義的常數(shù)沒有相應(yīng)的物理意義信息，所以需要定義顯示的維數(shù)。數(shù)值模擬得到運(yùn)算結(jié)果計(jì)算運(yùn)行點(diǎn)擊Run，計(jì)算完成之后（也可把結(jié)果自動(dòng)加載）關(guān)閉Monitor圖4.14運(yùn)算設(shè)置圖4.15生成計(jì)算結(jié)果(2)觀察目標(biāo)如圖4-16：圖4.16生成表格這樣就可以采用Excel表格來編輯我們的數(shù)據(jù)，如圖4-16圖4-17壓降表格(3)流動(dòng)跡線點(diǎn)擊FlowTrajectories圖標(biāo)選擇Inset，在FlowSimulation分析樹中，選擇InletVelocityl項(xiàng)，其目的是選擇入口蓋子的內(nèi)表面。如圖所示：圖4．17ViewSettings設(shè)置如下圖，出現(xiàn)如下跡線：圖4.18排氣系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)跡線圖4.19消聲器流動(dòng)跡線圖4.20排氣管內(nèi)流動(dòng)跡線(4)創(chuàng)建一個(gè)單向性多空介質(zhì)通過單向性多孔催化劑和等方向性多孔催化劑的效率的對(duì)比，讓我們計(jì)算一個(gè)單向性類型的多孔介質(zhì)的項(xiàng)目。點(diǎn)擊FlowAnalysis，Project，CloneProject，輸入默認(rèn)2作為Configurationname。如圖定義單向性多孔介質(zhì)圖4.21單向性設(shè)置(5)定義多孔介質(zhì)—單向性類型1．點(diǎn)擊PorousMedium1并且選擇EditDefinition。2展開UserDefined多孔介質(zhì)列表并且選擇默認(rèn)2。3在Direction中選擇Z軸，作為全局坐標(biāo)系。對(duì)于單向性的多孔介質(zhì)，我們必須通過選擇坐標(biāo)系統(tǒng)的軸來定義滲透的方向，所以我們選擇了以Z軸為全局坐標(biāo)系統(tǒng)，如圖4.22圖4.22z軸為全局坐標(biāo)系統(tǒng)(6)得到運(yùn)算結(jié)果圖4.23運(yùn)算結(jié)果圖4.24壓降Excel表格圖4.25排氣系統(tǒng)流動(dòng)跡線

結(jié)論排氣系統(tǒng)是汽車中的重要組成部分，是汽車中降低排氣污染物和排氣噪聲的重要裝備。消聲性能和氣體流動(dòng)力學(xué)性能是排氣系統(tǒng)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，文中利用CFD的方法，從流場分析的角度對(duì)其進(jìn)行了分析研究：文中的主要工作如下：首先了解了排氣系統(tǒng)的研究的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其有了比較清晰的認(rèn)識(shí)。CFD模擬計(jì)算應(yīng)用與排氣系統(tǒng)流場分析的方法和基礎(chǔ)理論，以及各種假設(shè)模型和簡化模型等。運(yùn)用建模軟件，建立排氣系統(tǒng)的簡化模型，根據(jù)給定條件運(yùn)用流場分析軟件分析出排氣系統(tǒng)內(nèi)流場的分布情況，以及溫度場的分布情況。通過對(duì)排氣系統(tǒng)尾管噴口后的外流場的分析，選擇了合適的尾管噴口設(shè)計(jì)，以避免排出的廢氣對(duì)車身的污染，同時(shí)還降低了一些加速噴流噪聲。