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    重庆时时彩10中8: 用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201710010306.9

    申请日:

    2017.01.06

    公开号:

    CN106802831A

    公开日:

    2017.06.06

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G06F 9/54申请日:20170106|||公开
    IPC分类号: G06F9/54; G06F17/50 主分类号: G06F9/54
    申请人: 无锡威孚力达催化净化器有限责任公司
    发明人: 陈增响; 马相雪; 何伟娇; 张俊超; 蔡龙; 王淑丽
    地址: 214177 江苏省无锡市惠山区欣惠路559号
    优先权:
    专利代理机构: 无锡市大为专利商标事务所(普通合伙) 32104 代理人: 曹祖良
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201710010306.9

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.30|||2017.06.06

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法,具其包括如下步骤:步骤1、提供AVL??FIRE软件计算得到的CFD温度场,读取得到所需的温度场文件;步骤2、计算得到每个网格节点的时间平均温度??;步骤3、将上述网格节点的时间平均温度场进行排序,并与所述排序后的网格节点的节点号更改至与有限元网格节点对应的节点号,且对每个网格节点添加ABAQUS有限元软件节点温度场赋值关键字,以使得得到的瞬态温度场转换文件能直接被ABAQUS读取。本发明能实现AVL??FIRE软件与有限元软件ABAQUS之间数据的直接交换,快速实现瞬态温度场文件的时间平均计算和格式转换,满足对汽车发动机后处理分析的需求。

    权利要求书

    1.一种用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法,其特征是,所述转换
    方法包括如下步骤:
    步骤1、提供AVL-FIRE软件计算得到的CFD温度场,并根据所需的网格节点数、发动机周
    期的起始角、发动机周期的终止角以及温度场转角间隔读取CFD温度场,以得到所需的温度
    场文件;
    步骤2、对上述读取得到的温度场文件,对每个网格节点数的温度场数据以及换热系数
    数据进行时间加权平均计算,以得到每个网格节点的时间平均温度??;
    步骤3、将上述网格节点的时间平均温度场进行排序,并与所述排序后的网格节点的节
    点号更改至与有限元网格节点对应的节点号,且对每个网格节点添加ABAQUS有限元软件节
    点温度场赋值关键字,以使得得到的瞬态温度场转换文件能直接被ABAQUS读取,所述直接
    读取的瞬态温度场转换文件能作为载荷在结构有限元内壁面网格上进行加载。
    2.根据权利要求1所述的用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法,其
    特征是:读取CFD温度场,得到的温度场文件存储在EXCEL文件中。
    3.根据权利要求1所述的用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法,其
    特征是:所述ABAQUS有限元软件的节点温度场赋值关键字包括*Cfilm、节点号、“1.”、温度
    值以及换热系数值。

    说明书

    用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据转换方法

    技术领域

    本发明涉及一种数据转换方法,尤其是一种用于汽车发动机后处理的时间平均温
    度场数据转换方法,具体地说是用于AVL-FIRE软件与有限元软件ABAQUS软件的瞬态温度场
    数据交换方法,属于汽车发动机后处理的技术领域。

    背景技术

    发动机排气歧管及紧耦合排气净化器是发动机后处理系统的关键零部件,由于其
    恶劣的工作环境,热应力疲劳断裂是一种最为常见的失效模式。今年来,随着紧耦合后处理
    系统的应用越来越广泛,发动机排气温度越来越高,利用流固耦合分析计算来预测排气歧
    管和紧耦合排气净化器的温度梯度和热应力的做法,得到业内人士的普遍认同和关注。

    目前,实现排气歧管和紧耦合净化器流固耦合计算热应力的软件有很多,但都不
    能够直接实现瞬态温度场文件的快速求解和直接转换;其中,CCM+和ABAQUS可以实现稳态
    温度场文件的转换工作,但无法考虑特定发动机工作周期内的瞬态温度场的时间平均和数
    值转换,其他流体软件和有限元软件的数据交换基本需要第三方软件来实现。

    目前,AVL-FIRE软件和有限元ABAQUS软件分属不同软件领域。FIRE主要在通用流
    场和发动机燃烧等方面具有极大优势,而ABAQUS则是基于有限元法的结构分析软件,主要
    在线性、非线性的力学响应分析上具有较大优势。两款软件目前无直接的数据转换接口。

    市场上应用的分析软件中,能实现温度场数据直接转换的主要是同一平台,如
    ANSYS与FLUNENT,ABAQUS与Star-CCM+等,其余不同平台的软件基本不具备温度场数据的时
    间平均计算和直接传导功能,难以满足对汽车发动机后处理分析的分析需求。

    发明内容

    本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种用于汽车发动机后处理的
    时间平均平均温度场数据转换方法,其能实现AVL-FIRE软件与有限元软件ABAQUS之间数据
    的直接交换,快速实现瞬态温度场文件的时间平均计算和格式转换,满足对汽车发动机后
    处理分析的需求。

    按照本发明提供的技术方案,一种用于汽车发动机后处理的时间平均温度场数据
    转换方法,所述转换方法包括如下步骤:

    步骤1、提供AVL-FIRE软件计算得到的CFD温度场,并根据所需的网格节点数、发动机周
    期的起始角、发动机周期的终止角以及温度场转角间隔读取CFD温度场,以得到所需的温度
    场文件;

    步骤2、对上述读取得到的温度场文件,对每个网格节点数的温度场数据以及换热系数
    数据进行时间加权平均计算,以得到每个网格节点的时间平均温度??;

    步骤3、将上述网格节点的时间平均温度场进行排序,并与所述排序后的网格节点的节
    点号更改至与有限元网格节点对应的节点号,且对每个网格节点添加ABAQUS有限元软件节
    点温度场赋值关键字,以使得得到的瞬态温度场转换文件能直接被ABAQUS读取,所述直接
    读取的瞬态温度场转换文件能作为载荷在结构有限元内壁面网格上进行加载。

    读取CFD温度场,得到的温度场文件存储在EXCEL文件中。

    所述ABAQUS有限元软件的节点温度场赋值关键字包括*Cfilm、节点号、“1.”、温度
    值以及换热系数值。

    本发明的优点:将AVL-FIRE软件输出的CFD文件进行读取,并对读取的温度场文件
    计算得到时间平均温度场,将时间平均温度场同时转化为有限元软件ABQUS能够直接读取
    并加载的温度场载荷文件,能实现AVL-FIRE软件与有限元软件ABAQUS之间数据的直接交
    换,快速实现瞬态温度场文件的时间平均计算和格式转换,实现了数据的快速转化以及软
    件AVL-FIRE和有限元软件ABAQUS联合进行流固耦合分析的目的,满足对汽车发动机后处理
    分析的需求。

    具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

    为了能实现AVL-FIRE软件与有限元软件ABAQUS之间数据的直接交换,快速实现瞬
    态温度场文件的时间平均计算和格式转换,满足对汽车发动机后处理分析的需求,本发明
    转换方法包括如下步骤:

    步骤1、提供AVL-FIRE软件计算得到的CFD温度场,并根据所需的网格节点数、发动机周
    期的起始角、发动机周期的终止角以及温度场转角间隔读取CFD温度场,以得到所需的温度
    场文件;

    本发明实施例中,AVL-FIRE软件计算得到的CFD温度场为瞬态温度场,其中,CFD温度场
    内包含的数据较多,因此,在读取数据时,需要根据网格节点数、发动机周期的起始角、发动
    机周期的终止角以及温度场转角间隔获取所需的数据内容,根据上述读取条件,得到所需
    的温度场数据。一般地,发动机周期的起始角、发动机周期的终止角以及温度场转角间隔直
    接影响读取的数据量的大小,温度场转角间隔越小则读取的数据就越多。当然前提是AVL-
    FIRE软件必须输出了足够小间隔的温度场文件。具体实施时,读取CFD温度场,得到的温度
    场文件存储在EXCEL文件中,即存储在EXCEL文件中的温度场文件包含了若干瞬态时间点的
    温度场文件。一般地,温度场文件包含温度场数据以及换热系数数据。

    步骤2、对上述读取得到的温度场文件,对每个网格节点的温度场数据以及换热系
    数数据进行时间加权平均计算,以得到每个网格节点的时间平均温度??;

    本发明实施例中,在读取得到温度场文件后,可以采用本技术领域常用的技术手段,计
    算每个网格节点的问时间平均温度场,具体的计算过程为本技术领域人员所数值,此处不
    再赘述。

    步骤3、将上述网格节点的时间平均温度场进行排序,并与所述排序后的网格节点
    的节点号更改至与有限元网格节点对应的节点号,且对每个网格节点添加ABAQUS有限元软
    件节点温度场赋值关键字,以使得得到的瞬态温度场转换文件能直接被ABAQUS读取,所述
    直接读取的瞬态温度场转换文件能作为载荷在结构有限元内壁面网格上进行加载。

    具体实施时,流固耦合计算需要将流场分析的外壁面温度场数据作为载荷在结构
    有限元内壁面网格上进行加载。但在计算过程中,流体域壁面网格和结构有限元网格的网
    格大小、网格数量、网格单元类型、节点数量、节点坐标等等参数都是不匹配的,而且AVL-
    FIRE软件输出的流体域外壁面温度场数据的格式和有限元软件ABAQUS能够读取的温度场
    数据格式存在较大差异。因此,必须将流场壁面温度场数据的格式进行转换。

    具体地,为了将流体域壁面网格节点上的温度数据一一对应的传输给有限元网
    格,必须完成如下步骤:1)、首先对有限元模型的所有网格按照顺序重新排序,使得模型关
    键壁面区域(即需要加载表面温度场载荷的区域)内的网格是连续的,具体可将有限元网格
    导入Hypermesh、patran等有限元通用前处理软件中,选中关键壁面区域的所有网格,利用
    排序命令进行重新排序,例如关键壁面网格共有350000个节点,节点号重新排序为1~
    350000;2)、在做流体动力学分析前,提取有限元模型的壁面网格,导入AVL-Fire中,并通过
    数据映射设置将流体域壁面网格上的温度场数据映射到已导入的壁面网格上,并通过结果
    设置将导入的壁面网格上的温度场数据(包括节点号、对应节点上的温度数据和传热系数
    数据等)进行输出;3)、将输出的温度场数据中的节点号重新命名为1~ 350000,将对应节点
    的温度场数据命名为Load 1~Load 350000并赋值给对应的1~ 350000号节点。这样就重新
    形成了节点号和温度场数据一一对应的温度场载荷文件。此外,为了使最终形成的温度场
    载荷文件能够直接作为载荷文件加载到ABAQUS软件中的有限元模型上,需要对每个网格节
    点添加ABAQUS有限元软件节点温度场赋值关键字,以使得得到的瞬态温度场转换文件能直
    接被ABAQUS读取,所述直接读取的瞬态温度场转换文件能作为载荷在结构有限元内壁面网
    格上进行加载。具体实施时,所述ABAQUS有限元软件的节点温度场赋值关键字包括*Cfilm、
    节点号、“1.”、温度值以及换热系数值。节点温度场赋值关键字的具体内容,为本技术领域
    人员所熟知,此处不再赘述。

    关 键 词:
    用于 汽车发动机 处理 时间 平均 温度场 数据 转换 方法
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