FLUENT排气歧管模拟

在汽车工程中，排气歧管将来自多个气缸的废气收集到一个管道中。对于许多发动机来说，排气歧管由每个气缸的单独的头管组成，然后这些头管汇合成一个称为收集器。排气歧管设计的其他目标是减少排气流量和降低发动机背压。由于排气温度较高，排气和歧管固体材料之间的共轭传热问题也很重要。在这个模拟中，我们将模拟废气流经由四个进气管和一个集气管组成的钢制排气歧管。此模拟中使用的工作流体是具有恒定特性的空气，因为流体中的温度变化不显著，并且假定特性随温度的变化可以忽略不计。

 1   启动FLUENT并导入网格 
（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2021 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，启动Fluent 2021 R1。

（2）单击主菜单中File→Read→Mesh命令，导入.msh网格文件。

 2    定义模型 

单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板，在Solver中Time选择Steady，进行稳态计算。

 3   激活能量方程

在模型设定面板Models中勾选Energy。

 4   设置材料 

单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择steel，单击Copy按钮确认。

 5   设置计算域
（1）单击主菜单中Physics→Zones→Cell Zones按钮启动的计算域面板。

（2）双击solid弹出计算域设置对话框。Material Name选择为steel。

 6   设置边界条件 

（1）在边界条件面板中，双击inlet1弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入20。

在Thermal选项卡中，Temperature设置为800，单击OK按钮确认退出。

（2）双击inlet2弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入20。

在Thermal选项卡中，Temperature设置为810，单击OK按钮确认退出。

（3）双击inlet3弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入20。

在Thermal选项卡中，Temperature设置为790，单击OK按钮确认退出。

（4）双击inlet4弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入20。

在Thermal选项卡中，Temperature设置为780，单击OK按钮确认退出。

（5）双击outlet弹出边界条件设置对话框。在Thermal选项卡中，Backflow Total Temperature输入800，单击OK按钮确认退出。

（6）双击bottomwall弹出边界条件设置对话框。在Thermal选项卡中，Thermal conditions选择Convection，Heat Transfer Coefficient输入20，Free Stream Temperature输入400，单击OK按钮确认退出。

 7   初始条件 
单击主菜单中Solution→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Hybrid Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

 8 计算求解 

单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Number of Iterations中输入500，单击Calculate开始计算。

 9    结果后处理 
（1）进入CFD-Post界面。

（2）显示云图。