一种集成排气歧管GT-Suite建模仿真方法技术

本发明专利技术提供一种集成排气歧管GT

【技术实现步骤摘要】
一种集成排气歧管GT
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Suite建模仿真方法


[0001]本专利技术涉及排气歧管仿真技术，属于动力部件建模的


技术介绍

[0002]GT Suite是由美国Gamma Technologies公司开发的汽车仿真分析软件，主要应用于车辆设计参数的分析、各种运行情况下的耗油量和噪音噪声的计算，同时还可以用于发动机性能评估、冷却系统性能的评估等。在汽车行业中，使用GT
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SUITE系列软件可以明显地缩短设计开发的周期，降低生产成本。
[0003]目前在GT
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Suite中建立排气歧管模型的主要过程一般为：
[0004]1.通过HyperMesh软件对排气歧管物理模型进行提取内表面，网格划分等处理，并转换成stl格式。
[0005]2.利用GEM3D工具将stl格式文件转换成1D模型，导入GT
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Suite。
[0006]3.在GT
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Suite中，按照推荐的排气道建模方法，对排气歧管进行建模。
[0007]GT提供的文件系统提供了传统(排气道与排气歧管分离)排气道的建模方法，由于传统气道相对平直且长度较短，其因形状、表面粗超度带来的流动损失可以同气门节流作用一并考虑，即通常将气门、气道的总的流动损失特性统一到气道流量系数特性上来，在GT模型中以气门模型的流量系数曲线加以描述，而排气道以忽略摩擦的直管加以模拟，排气道出口处的排气歧管部分按照其具体几何结构进行建模。具体的方法为：(1)将试验实测所得的排气流量系数，直接输入GT
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suit排气门模块中。(2)在GT
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suit对上述步骤中1D模型进行内表面摩擦处理，摩擦系数设置为0。完成以上两步，即得到可用的排气歧管仿真模型，可进一步用于发动机仿真分析。
[0008]集成排气歧管(排气道和排气歧管做成一体)是最近几年才成熟起来的新技术，在GT
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Suite中并无相应的建模方法。对于采用了集成排气歧管技术的发动机而言，排气道和排气歧管做成了一体，排气气路结构复杂、尺寸也明显长于传统排气道，气路结构、摩擦带来的节流损失不适合继续在气门模型处统一考虑，否则排气过程(特别是负荷较大时)的仿真计算将产生明显的偏差，导致发动机缸内压力、换气过程的计算产生较大误差。即若将试验实测的排气流量系数，直接输入GT
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Suite排气门模块中，会引模型失真，无法使用。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种集成排气歧管GT
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Suite建模仿真方法，目的在于在GT
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Suite中建立一种集成排气歧管建模的方法，其中关键是对集成排气歧管模型中排气门流量系数的处理，得到可用的集成排气歧管仿真模型。
[0010]本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种集成排气歧管GT
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Suite建模仿真方法，所述方法包括如下步骤：
[0012]S1.采用有限元软件对集成排气歧管物理模型进行处理，得到格式文件；
[0013]S2.利用GEM3D工具将格式文件转换成1D模型，导入GT
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SUITEE；
[0014]S3.对1D模型增加边界模块、气门结构模块，形成排气门流量系数优化模型；
[0015]S4.按照缸盖气道流量试验测试设置的边界，对边界模块中的压力温度进行设置。
[0016]所述的缸盖气道流量试验测试，常见的方法有：FEV方法，Ricardo方法,AVL方法。如FEV方法是通过调节气门升程，从1mm至最大气门升程后整数毫米，并以5kpa的压差，测试不同气门升程下的流量。
[0017]S5.对气门结构进行建模，并设置缸径、气门升程/缸径、以及流量系数三个参数。
[0018]S6.对集成排气歧管管路的传热模型进行设置。
[0019]S7.添加控制信号，对各缸排气门升程进行控制。
[0020]S8.计算出模型中排气门流量与实测排气门流量差值f(x)，并将其作为优化目标。
[0021]S9.进行优化，优化变量选取排气门流量系数，优化原则为f(x)最小。
[0022]S10.得到各缸不同气门升程下的排气门流量系数，在相同的气门升程下，对各缸的优化结果取平均。
[0023]S11.将优化结果带入集成排气歧管模型，计算各缸在不同气门升程下的流量，若仿真计算流量与实测排气门流量相对差异绝对值≤3％，即可认为该集成排气歧管仿真模型可用。
[0024]进一步，所述S1.中，是通过HyperMesh/ANSYS软件对集成排气歧管物理模型进行提取内表面、网格划分处理，并转换成stl格式。
[0025]进一步，所述S3中，是根据缸盖气道流量试验测试方法，对1D模型增加边界模块、气门结构模块，形成排气门流量系数优化模型。
[0026]进一步，所述S6中，对集成排气歧管管路的传热模型进行设置时，若采用固定壁面温度方式，需将固体表面温度设置成常温，若采用壁面求解方式，需将传热边界设置为测试时的环境温度。
[0027]本专利技术的优点如下：
[0028]目前GT
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Suite中，只有传统的排气歧管建模方法，若采用传统的方法，将实测的排气门流量系数，直接输入GT
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Suite排气门模块中，进行集成排气歧管建模，会造成模型失真，无法使用，本专利技术通过在GT
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Suite中模拟带集成排气歧管技术情况下，真实的排气门流量系数测试方法，通过仿真方法，计算出排气门流量系数，然后代入GT
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Suite排气门模块中，进行集成排气歧管建模，即在GT
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Suite中，通过对集成排气歧管模型中排气门流量系数的处理，即步骤S7
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S10,其中关键在于加入了控制模块及优化模块，来模拟实际气道流量系数测试过程，得到可用的集成排气歧管仿真模型，由此建立了一种集成排气歧管建模的方法，填补了GT
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Suite中关于集成排气歧管建模方法的空白，对于带有集成排气歧管技术的发动机仿真工作，有重大的意义。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的一个实施例中的集成排气歧管GT
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Suite建模仿真方法流程图；
[0030]图2.1本专利技术的一个实施例中的集成排气歧管1D模型。
[0031]图2.2集成排气歧管排气门流量系数优化模型。
[0032]图2.3环境模块的设置。
[0033]图2.5固定壁面温度设置。
[0034]图2.6.1“SignalGenerator”信号模块1设置。
[0035]图2.6.2“SignalGenerator”信号模块2设置。
[0036]图2.7“MathEquation”模块。
[0037]图2.8“o本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成排气歧管GT
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Suite建模仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：S1. 采用有限元软件对集成排气歧管物理模型进行处理，得到格式文件；S2.利用GEM3D 工具将格式文件转换成1D模型，导入GT
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SUITEE；S3.对1D模型增加边界模块、气门结构模块，形成排气门流量系数优化模型；S4.按照缸盖气道流量试验测试设置的边界，对边界模块中的压力温度进行设置；S5.对气门结构进行建模，并设置缸径、气门升程/缸径、以及流量系数三个参数；S6.对集成排气歧管管路的传热模型进行设置；S7.添加控制信号，对各缸排气门升程进行控制；S8.计算出模型中排气门流量与实测排气门流量差值f(x)，并将其作为优化目标；S9.进行优化，优化变量选取排气门流量系数，优化原则为f(x)最小；S10.得到各缸不同气门升程下的排气门流量系数，在相同的气门升程下，对各缸的优化结果取平均；S11.将优化结果带入集成排气歧管模型，计算各缸在不同气门升程下的流量，若仿真计算流量与实测排气门流量相对差异绝对值小于设定标准，即可认为该集成排气歧管仿真模型可用。2.根据权利要求1所述的集成排气歧管GT
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Suite建模仿真方法，其特征在于，所述S1.中，是通过HyperMesh/ANSYS软件对集成排气歧管物理模型进行提取内表面、网格划分处理，并转换成stl格式。3.根据权利要求1所述的集成排气歧管GT
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Suite建模仿真方法，其特征在于，所述S3中，是根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，袁少伟，王显刚，蒋平，杨正军，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：