重型卡车用空气滤清器前进气管的数值模拟及结构优化设计

发布时间：2017-11-20 13:36

  本文关键词：重型卡车用空气滤清器前进气管的数值模拟及结构优化设计

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【摘要】：空气滤清器作为内燃机的重要部件之一,对内燃机的经济性、动力性以及使用寿命等方面有着直接的重要影响。而作为空气滤清器系统的一部分,空气滤清器前进气管对空气滤清器性能起着独特的重要作用。它能够进行预先过滤,即将大颗粒灰尘及水分等预先滤除。这一定程度上提高了空气滤清器的滤清效率和使用寿命。考虑到模型内流场流动的复杂程度,结合CFD方法的适用性,本文选用数值模拟方法对空气滤清器前进气管内的流场进行分析,得到其内部流场信息,为空气滤清器前进气管的结构优化设计提供重要依据。在对重型卡车空气滤清器前进气管进行现状分析的基础上,建立了空气滤清器前进气管内部三维不可压缩紊流的数学模型。采用标准k-ε方程模型及基于FVM方法的SIMPLE算法对其流场进行了计算。在模型简化的基础上,利用Pro/E进行几何建模,并利用混合网格生成技术在GAMBIT中生成计算网格；设定初始及边界条件等相关参数,利用FLUENT求解器进行迭代计算,并利用后处理模块对计算结果进行分析。结果表明：流场内的压力损失主要集中在入口部分右上侧圆弧区域及双圆锥筒区域,流场的速度均匀性较低；流场内部存在涡流,产生了较大的压力损失。根据分析结果对入口部分进行了结构优化设计,计算分析了入口部分右上侧圆弧半径的变化及双圆锥筒入口半径的变化对流场的速度及压力分布的影响。结果表明：当圆弧半径为294.2mm,双圆锥筒入口半径为63mm左右时,流场的内部流动特性得到明显改善,速度均匀性得到较大提高；压力分布较为均匀,进气阻力明显降低且进、出口压力损失降低。
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK403

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本文编号：1207352