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发动机设计厂商：德国道依茨公司

发动机型号：BF6M2013

六缸直列

水冷

涡轮增压

功率190KW

排量5.7L

燃油消耗195g/kWh

最大扭矩940Nm

仿真计算流程：

缸盖热应力的预测在很大程度上取决于流体的影响。高温气体进入流道并且加热，使缸盖温度升高，缸盖上的温度梯度产生热应力。通过直接的仿真软件耦合，可以将由FLUENT软件计算出的流体温度和传热系数传递给结构软件ABAQUS。利用这些参量，ABAQUS就可以计算出热通量以及缸盖上的温度分布。随后，再由ABAQUS计算缸盖的热应力。

本次仿真计算中，采用了两种方法对缸盖进行仿真计算。一种是分别采用CFD或FEM软件对缸盖进行独立的仿真计算；另一种是采用基于MpCCI的流固热耦合解决方案，在一次计算中同时调用CFD和FEM软件对缸盖进行多场耦合计算。

模型准备：

流体计算的计算域，边界条件和参数如下：

流体计算域图

流体计算的边界条件及参数图

有限元计算的计算域，边界条件和参数如下：

                   有限元计算域图             有限元计算的边界条件及参数图

结果分析：

经两种方法的仿真计算，得到的结果比较如下：

流动结构图

耦合面热通量图

耦合面温度分布图

缸盖外表面温度分布图

缸盖热应力分布图

结论：

由以上的结果比较可以发现，基于MpCCI的发动机流固热耦合仿真解决方案较之单场仿真的方法，能够提供更加精确，全面，更加靠近实际的仿真结果：

√ 底板附近的温度高于单场仿真的预期值。

√ 存在反向传热区域。

√ 最大应力比较单场仿真的预期值高出了大约5%。