汽车进气岐管

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1、汽车进气岐管-CAESES仿真优化经验分享进气岐管是汽车进气管之后到气缸盖进气道之间的进气管路，对于气道燃油 喷射式发动机或者柴油机来说，它的功能是将洁净的空气持续分配给各缸进气道。 在脉冲式吸气过程中，为了各个气缸燃烧状况相同，要求每个气缸的进气状况尽 可能保持一致（图1所示）。图1进气岐管-来自网络因此，在进气岐管设计时除了减少流动损失之外，还要求各缸进气口流速和 压力均匀。在仿真设计过程中，因进气岐管造型复杂，通过单一参数的调节往往 无法得到理想方案，且耗时耗力。本文采用CAESES软件对进气岐管进行全参数 化建模，链接商业仿真软件（如Star-CCM+）对多个关键参数进行同时优化，通

2、过自动化仿真计算快速高效地得到了优化方案。本次分享的输入条件为进气歧管，对已有参考模型进行参数优化建模仿真。 整个仿真优化过程依托于CAESES仿真优化软件进行，主要分为CAESES参数化建 模、CFD仿真及脚本录制、软件链接仿真优化三个部分。希望本人的优化尝试能 让大家对CAESES这款软件更为了解，同时也能为进气岐管或是类似模型的仿真 优化提供思路。一、CAESES参数化建模本方案的进气歧管连接有4个气缸，进气管与4个出气口之间通过一个腔室 进行串联，同时实现气流分配。整个CAESES参数化建模过程主要为8个步骤（如 图2所示），参考已有模型尺寸及位置，分别创建入口段、中间腔体和4个出口

3、段；接着创建入口和出口分别与中间腔体之间的连接段；然后对中间腔体和其他 连接曲面进行分割及闭合处理，并得到完整进气岐管模型。图2进气歧管参数化建模过程模型变形，除了全参数化建模，还可以针对已有模型通过“ Free FormDeformation ”自由变形、直接参数控制、间接关联控制等多种方法对现有模型 进行外形变化（如图3所示），通过对关键位置的变形控制获取不同方案的CFD 结果，从而达到优化的目的。(a) Free FormDeformation( b )直接参数控制(c )间接关联控制图3参数变化演示二、软件链接仿真优化网格生成及CFD计算采用现在较为流行的商业仿真软件Star-CCM+

4、，参数化 建模生成“ stl”数模，仿真计算流程生成“ java ”脚本文件，整个仿真优化流 程如图4所示。使用CAESES强大的外部软件链接及优化功能，即可将两个仿真 软件进行串联，实现方案的自动仿真优化(链接文件如图5所示)。图4仿真优化流程仿鼻优此虻件锥姓图5建模-仿真软件链接CAESES包含了单目标、多目标、遗传算法等多种优化算法。本方案在保证 速度均匀性的条件下，降低压损为目标参数进行优化。选择对模型以及气流均匀 性影响较大的10个参数变量，先用sobol算法进行设计参数的敏感度分析，然 后在sobol结果（20个）基础上选择优化算法（如T-search算法）进行进一步优化。通过1天

5、的CFD仿真计算，在80个自动优化方案中得到了最终方案（如图6所示）。宜-fclQl _i!国 . o) . Efcw Ckr；3 住ir+M-：hi_X_*-iMi3Ot ITIESTS LT . r .J T&rirds.M.WeK OL11ID玲蜕顶如蓟OLEDiTT+mJ+1M22.H iiOD 珞蜕顶-如狷愤oLE1=1TT+m :hJMKiMM E. E1=1sT&rirds.M.iaai.? LE11ID ir+M-：hi_x_*-iMi -m 5 m龄魂 -m as -TO.2S -m SS -TO. 255HH吕吕吕(昌H吕吕口k L*L*1_eoeo40网.掘糅I IIM.

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