包括英文原文和中文翻譯，其中中文翻譯3200字 9頁；英文10頁 含詳細作者及出處信息

柴油機排氣歧管的CFD-FE耦合分析

摘要：計算機仿真技術的迅速發(fā)展使人們能夠很容易的建立幾何形狀、材料性能和負載情況復雜的模型，并分析其在模擬接近實際情況的運行條件下的變形和應力。然而跨學科多物理量分析的效率和質(zhì)量卻高度依賴于各有限元軟件、材料科學和流體動力學工程師之間專業(yè)知識的獲取與融合。瑞士的蘇爾壽公司（Sulzer Innotec）對裝有水冷系統(tǒng)的柴油發(fā)動機排氣歧管的熱應力數(shù)值研究就是一個典型的例子。首先，為了確定具體的溫度和壓力分布，在固定的運行條件下，對排氣歧管進行三次不同冷卻液流動的計算流體力學（CFD）分析，利用計算流體力學模擬排氣歧管的流體流動和傳熱以及流體與排氣歧管之間的耦合傳熱。模擬分析得到的計算流體力學網(wǎng)格固體部分的溫度分布就是第二步中的載荷。隨后，利用單向耦合并考慮材料非線性性能的方法對排氣歧管結構的ABAQUS有限元模型進行分析，確定其相關的變形和熱應力，而該有限元模型包括600000個單元數(shù)量。通過蘇爾壽公司開發(fā)的算法對四面體類型的10節(jié)點單元進行溫度插值。本文主要是提出并討論整個的研究過程與結果。
　　　
關鍵詞：CFD耦合，傳熱，熱應力

1概述
　　　排氣歧管是柴油發(fā)動機中易破裂損壞的部件，即使是性能優(yōu)良的鑄造合金材料，在經(jīng)受相對較高的溫度時也會產(chǎn)生明顯的應力和位移。Sulzer Innotec公司為Guascor公司對一款設計有水冷卻系統(tǒng)的排氣歧管（圖1）的熱機械變形進行了一系列的計算流體力學-有限元（CFD-FE）耦合模擬計算。本文對以下三種冷卻情況進行分析：
　　　·全流量冷卻