(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210977177.1 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 重庆长安汽车股份有限公司 地址 400023 重庆市江北区建新 东路260号 (72)发明人 徐涛　袁少伟　王显刚　蒋平　 杨正军　 (74)专利代理 机构 重庆华科专利事务所 5 0123 专利代理师 康海燕 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 一种集成排气歧管GT-Suite建模仿真方法 (57)摘要 本发明提供一种集成排气歧管GT ‑Suite建 模仿真方法， 通过在GT ‑Suite中模拟带集成排气 歧管技术情况下真实的排气门流量系数测试方 法， 通过仿真， 计算出排气门流量系数， 然后代入 GT‑Suite排气门模块中， 进行集成排气歧管建 模， 得到可用的集成排气歧管仿真模型， 实现带 有集成排气歧管技 术的发动机 仿真。 权利要求书1页 说明书4页 附图7页 CN 115422795 A 2022.12.02 CN 115422795 A 1.一种集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1. 采用有限元 软件对集成排气歧管物理模型进行处 理， 得到格式文件； S2.利用GE M3D 工具将格式文件转换成1D模型， 导入GT ‑SUITEE； S3.对1D模型增 加边界模块、 气门结构模块， 形成排气门流 量系数优化模型； S4.按照缸盖气道流 量试验测试设置的边界， 对边界模块中的压力温度进行设置； S5.对气门结构进行建模， 并设置缸径、 气门升程/缸径、 以及流 量系数三个参数； S6.对集成排气歧管 管路的传热模型进行设置； S7.添加控制信号， 对各 缸排气门升程进行控制； S8.计算出模型中排气门流 量与实测排气门流 量差值f(x)， 并将其作为优化目标； S9.进行优化， 优化变量选取排气门流 量系数， 优化原则为f(x)最小； S10.得到各缸不同气门升程下的排气门流量系数， 在相同的气门升程下， 对各缸的优 化结果取平均； S11.将优化结果带入集成排气歧管模型， 计算各缸在不同气门升程下的流量， 若仿真 计算流量与实测排气门流量相对差异绝对值小于设定标准， 即可认为该集成排气歧管仿真 模型可用。 2.根据权利要求1所述的集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 其特征在于， 所述S1. 中， 是通过HyperMesh/ANSYS软件对集成排气歧管物理模型进行提取内表面、 网格划分处 理， 并转换成stl格式。 3.根据权利要求1所述的集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 其特征在于， 所述S3 中， 是根据缸盖气道流量试验测试方法， 对1D模型增加边界模块、 气门结构模块， 形成排气 门流量系数优化模型。 4.根据权利要求1所述的集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 其特征在于， 所述S6 中， 对集成排气歧管管路的传热模型进 行设置时， 若采用固定壁面温度方式， 需将固体表 面 温度设置成常温， 若采用壁 面求解方式， 需将传热边界设置为测试时的环境温度。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 其特征在于， 所述S5中， 是在GT模型库中， 选用 “ValveActuL iftCdConn”模块对气门结构进行建模。 6.根据权利要求1 ‑4任一项所述的集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 其特征在于， 所述S7中， 通过 添加“SignalGenerator ”控制信号， 对各 缸排气门升程进行控制。 7.根据权利要求1 ‑4任一项所述的集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 其特征在于， 在所述S8中， 通过添加 “MathEquation”模块， 计算出模型中排气门流量与实测排气门流量 差值f(x)。 8.根据权利要求1 ‑4任一项所述的集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 其特征在于， 在所述S9中， 是利用  “Direct Optimizer ”模块进行优化。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115422795 A 2一种集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方 法 技术领域 [0001]本发明涉及排气歧管仿真技 术， 属于动力部件建模的技 术领域。 背景技术 [0002]GT Suite是由美国Gamma  Technologies公司开发的汽车仿 真分析软件， 主要应用 于车辆设计参数 的分析、 各种运行情况下 的耗油量和噪音 噪声的计算， 同时还可以用于发 动机性能评估、 冷却系统性能的评估等。 在 汽车行业中， 使用GT ‑SUITE系列软件可以明显地 缩短设计开发的周期， 降低生产成本 。 [0003]目前在GT ‑Suite中建立 排气歧管模型的主 要过程一般为： [0004]1.通过HyperMesh软件对排气歧管物理模型进行提取内表面， 网格划分等 处理， 并 转换成stl格式。 [0005]2.利用GE M3D工具将stl格式文件转换成1D模型， 导入GT ‑Suite。 [0006]3.在GT‑Suite中， 按照推荐的排气道建模方法， 对排气歧管进行建模。 [0007]GT提供的文件系统提供了传统(排气道与排气歧管分离)排气道的建模方法， 由于 传统气道相对平直且长度较短， 其因形状、 表面粗超度带来的流动损失可以同气门节流作 用一并考虑， 即通常将气门、 气道的总的流动损失特性统一到气道 流量系数特性上来， 在GT 模型中以气门模型 的流量系 数曲线加以描述， 而排气道以忽略摩擦的直管加以模拟， 排气 道出口处的排气歧管部分按照其具体几何结构进 行建模。 具体的方法为： (1)将试验实测所 得的排气流量系数， 直接输入GT ‑suit排气门模块中。 (2)在GT ‑suit对上述步骤中1D模型进 行内表面摩擦处理， 摩擦系数设置为0。 完成以上两步， 即得到可用的排气歧管仿 真模型， 可 进一步用于发动机 仿真分析。 [0008]集成排气歧管(排气道和排气歧管做成一体)是最近几年才成熟起来的新技术， 在 GT‑Suite中并无相应的建模方法。 对于采用了集成排气 歧管技术的发动机而言， 排气道和 排气歧管做成了一体， 排气气路结构复杂、 尺寸也明显长于传统排气道， 气路结构、 摩擦带 来的节流损失不适合继续在气门模型 处统一考虑， 否则排气过程(特别是负荷较大时)的仿 真计算将产生明显的偏差， 导致 发动机缸内压力、 换气过程的计算产生较大误差。 即若将试 验实测的排气流 量系数， 直接 输入GT‑Suite排气门模块中， 会引模型失真， 无法使用。 发明内容 [0009]本发明针对现有技术存在的不足， 提供一种集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方 法， 目的在于在GT ‑Suite中建立一种 集成排气 歧管建模的方法， 其中关键是对集成排气 歧 管模型中排气门流 量系数的处 理， 得到可用的集成排气歧管仿真模型。 [0010]本发明的技 术方案如下： [0011]一种集成排气歧管GT ‑Suite建模仿真方法， 所述方法包括如下步骤： [0012]S1.采用有限元 软件对集成排气歧管物理模型进行处 理， 得到格式文件； [0013]S2.利用GE M3D工具将格式文件转换成1D模型， 导入GT ‑SUITEE；说　明　书 1/4 页 3 CN 115422795 A 3