[發明專利]一種排氣系統仿真分析方法和存儲介質

在審

• 申請號: 202210742517.2
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN115034080A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 鄧朝義;李義林;王麗華
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F119/08
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 何杰

本發明涉及一種排氣系統仿真分析方法和存儲介質，排氣系統仿真分析方法包括以下步驟：建立整車幾何模型和冷卻系統幾何模型，并對整車幾何模型和冷卻系統幾何模型進行網格化處理，所述整車幾何模型包含排氣系統幾何模型；基于所述整車幾何模型建立整車物理模型，基于所述冷卻系統幾何模型建立冷卻系統物理模型，所述整車物理模型包含排氣系統物理模型；獲取整車的工況參數，將工況參數輸入整車物理模型和冷卻系統物理模型中進行仿真計算，輸出仿真計算結果；比較所述仿真計算結果和零部件的設計目標，判斷零部件的表面溫度及表面速度是否滿足要求。本發明能夠更高效和更精準的預測排氣系統引起的熱害問題。

技術領域

本發明涉及汽車，具體涉及一種排氣系統仿真分析方法和存儲介質。

背景技術

汽車發動機排氣系統周邊零部件的熱保護一直是整車開發中的重難點問題，對整車安全性、零部件耐久性有決定性的影響。在車輛開發前期，各大主機廠都不遺余力的開發各種熱保護仿真及計算方法，用以規避發動機排氣系統周邊零部件的熱保護問題，提升車輛性能，降低后期試驗成本。

現有的發動機排氣系統周邊零部件的熱保護主要采用一維模型開展仿真分析，根據得到的發動機排氣系統周圍零部件外表面的溫度，判斷零部件材料選取及布置位置是否合適。例如公告號為CN106649923B的專利申請公開了一種發動機排氣系統的熱害評估方法和裝置，通過設定發動機排氣參數、熱源部件的尺寸結構參數計算出熱源部件表面溫度分布，通過設定熱害部件的位置和材料參數等計算出熱害部件表面溫度分布，根據計算結果對熱害部件進行熱害風險評估。該方法為一維計算方法，需建立完整的排氣系統模型，且僅能考慮排氣系統對周圍零部件的輻射及對流換熱，無法考慮排氣系統內部高溫氣體流出排氣管時對周圍零部件對流換熱引起的熱害問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種排氣系統仿真分析方法和存儲介質，以更高效精準的預測排氣系統引起的熱害問題。

本發明所述的一種排氣系統仿真分析方法，包括以下步驟：

S1、建立整車幾何模型和冷卻系統幾何模型，并對整車幾何模型和冷卻系統幾何模型進行網格化處理，所述整車幾何模型包含排氣系統幾何模型；

S2、基于所述整車幾何模型建立整車物理模型，基于所述冷卻系統幾何模型建立冷卻系統物理模型，所述整車物理模型包含排氣系統物理模型；

S3、獲取整車的工況參數，將工況參數輸入整車物理模型和冷卻系統物理模型中進行仿真計算，輸出仿真計算結果；

S4、比較所述仿真計算結果和零部件的設計目標，判斷零部件的表面溫度及表面速度是否滿足要求。

可選的，所述整車幾何模型包含車體幾何模型、前保險杠幾何模型、后保險杠幾何模型、冷卻模塊幾何模型、風扇幾何模型、發動機艙內零部件幾何模型、底盤幾何模型和排氣系統幾何模型。

可選的，所述整車幾何模型的乘員艙部分形成封閉區域。

可選的，所述整車幾何模型的發動機至后消聲器的前一段排氣管的前端形成封閉區域，所述整車幾何模型的后消聲器的前一段排氣管的前端設置排氣溫度進口。

可選的，所述S2包括：在所述整車物理模型中的冷卻模塊和風扇區域與所述冷卻系統的冷卻模塊和風扇區域建立interface連接。

可選的，所述工況參數包括車速、環境溫度、排氣溫度、排氣流量和風扇轉速。

可選的，所述S3包括：基于工況參數、整車物理模型和冷卻系統物理模型，采用Realizable K-Epsilon湍流模型，進行模型計算并輸出仿真計算結果，計算過程中殘差值應小于10^-3。

可選的，所述仿真計算結果包括排氣系統內流體的溫度及速度分布，所述仿真計算結果包括排氣系統周圍零部件的表面溫度及表面速度分布。

可選的，所述S3包括：獲取整車的多個不同工況的工況參數。