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FSAE赛车进气系统CAE仿真及优化设计
| 论文题名： | FSAE赛车进气系统CAE仿真及优化设计 |
| 关键词： | FSAE赛车;进气系统;优化设计;动态效应;CAE仿真 |
| 摘要： | 进气系统的布置形式和结构参数对发动机的充气效率、进气阻力以及各缸进气不均匀性有着非常重要的影响,从而影响着发动机的动力性、经济性和排放性。FSAE赛事要求在节气门与气缸之间加装限流阀以限制功率,因而其进气系统的优化设计显得尤为重要。本文主要是针对FSAE赛车发动机GSX R600进气系统进行的CAE仿真及优化设计。 首先简要阐述了发动机进气系统研究发展的现状,研究了进气系统中气体流动的动态效应和能量损失。采用GT-Power软件建立了发动机模型,并对模型进行了验证,分析了进气歧管长度变化和稳压腔体积变化对发动机功率、扭矩以及充气效率的影响及规律,确定进气歧管长度为165mm,稳压腔体积约为2L。 阐述了流体动力学的基础知识,利用CATIA软件建立了进气系统包括限流阀—稳压腔—进气歧管的三维模型,并进行了CFD前处理。运用三维流体仿真软件FLUENT分别对限流阀和稳压腔进行仿真计算,比较不同结构参数下的速度场、压力差以及进出口质量流量,确定限流阀前端渐长度为40mm,锥角为14°,限流阀扩散器渐扩长度为180mm,锥角为6°;稳压腔体积为2.2L。在确定稳压腔体积的基础上,得出风杯的结构参数。 本文将一维发动机工作过程循环模拟与三维CFD流场分析相结合,对原发动机的进气系统进行了优化设计,改善了限流阀存在情况下发动机的动力性能,为 FSAE赛车进气系统设计提供了理论依据。 |
| 作者： | 郑英杰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 蹇小平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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