文档介绍：基于Abaqus的某柴油机排气歧管热固耦合分析
樊明等摘要: 排气歧管在工作状态下会承受很高的环境温度,,介绍某用迎风离散格式,1阶隐式格式离散时间项,,空气为理想气体,湍流模型为kzf方程,使用混合壁面函数描述壁面附近边界层流体速度和压力等的分布,且要求贴近壁面的网格的y+值范围为11~200[2], 1.
外流场的计算为稳态计算,为保证计算收敛,一般计算3
(1),速度大小为8 m/s.
(2).
排气歧管外壁面的换热系数和温度分别见图6和7, K, W/(m2·K).
图 6排气歧管外壁面换热系数分布
图 7排气歧管外壁面气体温度分布

瞬态计算(时间步或曲轴转角)在每个时刻都会有一个计算结果,而有限元模型计算只需要一个稳态的热边界结果,因此瞬态计算的结果不能直接应用于有限元模型计算,必须首先对其进行时域平均[3]. 平均换热系数(x)=1φ2-φ1 ∫φ2φ1h(x)dφ(1)平均有效温度G(x)=1(φ2-φ1)(x)∫φ2φ1h(x)TG(x)dφ(2)式中:φ为对应的瞬态时刻(时间步或曲轴转角);h为对流换热系数;T为温度.

映射指在CFD计算与有限元计算之间,.
热边界来源于CFD模拟结果,获取方法是将排气歧管网格模型的面网格导出inp格式(包含部件节点和单元信息即可)的文件提供给CFD分析人员,由CFD分析人员提取出部件面单元的换热系数和温度文件,:(1)提取的换热系数和温度信息应附在单元上;(2)所有涉及到数值的信息要标明单位,以免产生数量级上的错误.
2类文件的示例分别见图8和9.
图 8面网格单元inp文件示例
图 9CFD提供的热边界文件示例

排气歧管垫片单元类型采用DC3D15,实体单元类型采用DC3D4,、,只展示排气歧管GGGSiMo51的随温度变化弹性模量曲线,见图10.
图 10排气歧管GGGSiMo51的弹性模量温度曲线
由于加载热边界时需要使用include语句,因此在进行模型搭建时一般进行手工编辑,而不是在Abaqus/,定义完绑定后导出inp格式,查看单元类型是否设定正确,在inp文件结尾添加分析步,见图11.
图 11分析步定义
模型搭建完成后提交计算,利用批处理方式提交,使用