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GTGT--POWERPOWER培训手册培训手册¾Version7.0GT-SUITE6.20GT-POWER引言z本手册以Tutorial为蓝本，逐步建立涡轮增压6缸柴油机的模型，重点讲述了GT-POWER建模的具体操作。具体内容分为五部份：绪论第一章基本发动机模型第二章建立进气系统第三章建立排气系统第四章建立增压器模型详细模型及其它诸多功能未载入本手册，敬请参阅随机文档Tutorial和Example。2009.11.12GT-SUITE6.20GT-POWER绪纶z对于GT-SUITE软件来说，它们是处于同一个操作平台和同一个后处理器，所以对于它们的操作和后处理是相同。z操作平台称之为：GT-ISE，对于不同的软件模块来说，它们的操作环境与下图相差不大：z对于不同的GT模块，上图左边的数据库文件有差异。z导航图主要用于当模型过大时，便于显示不同区域。z模型管理器中所有的组成是建模必须的模板。z建模区域用来定义不同零件之间的联接关系。GT-SUITE6.20GT-POWER第一章基本发动机模型本章建立基本的发动机模型，从进气道至排气道，所需模型从已有的文件拷贝再进行适当编辑。GT-SUITE6.20GT-POWERz1.1启动GT-ISE鼠标双击GT-ISE图标，或者启动菜单第一章基本发动机模型z1.2打开模型文件打开一个已有的文件，目录为：…/tutorials/Modeling_Applications/Engine_Performance/01-1cylDIorSI/1cylDI-final.gtm，并在某一工作目录下另存该文件，文件名为6cylDI.gtmGT-SUITE6.20GT-POWER第一章基本发动机模型z1.3编辑模型¾1.3.1删除进口环境边界以及与之相连的orificeconnection，删除排气歧管及其下游的所有part，删除气缸与曲轴箱之间的连接；GT-SUITE6.20GT-POWER第一章基本发动机模型¾1.3.2将建模区中除曲轴箱之外的所有部分拷贝，然后粘帖5次，重新布置模型区域，如下所示；GT-SUITE6.20GT-POWER第一章基本发动机模型整理后的模型，如左图所示。GT-SUITE6.20GT-POWER第一章基本发动机模型¾1.3.3更改曲轴箱的设置，双击part“engine”，然后点击editObject，在发火次序栏目下进行如下设置；GT-SUITE6.20GT-POWER第一章基本发动机模型¾1.3.4如下，建立各气缸与曲轴箱之间的连接，注意端口号。GT-SUITE6.20GT-POWER第二章进气系统建模本章分两步进行：1.中冷器的建模，如下图红色方框所示；2.排气管的建模，如下图蓝色方框所示；GT-SUITE6.20GT-POWERz2.1调用模板需要的模板如下：EndFlowCap-def,FsplitGeneral,PipeRectangle，bellmouthandnocond.第一节中冷器建模GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模使用GT已经定义好的模板时，会弹出询问窗口，如果计算的时候从模板库中直接调用，为隐式链接；如果希望使用此模板，并更改其中部分参数，则采用显示链接，如下所示。本例采用隐式链接。GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模z2.2另建一个新模型文件，即建立中冷器模型。¾2.2.1选择GT-POWER，然后选择EnginePerformanceandAcoustics，最后点击Next进入下一个窗口；GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模在此窗口选择建模应用范围，且可在相应的子集菜单下预先加载一些模板。本例在此不加载任何模板，如下红色方框中所示；GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模¾2.2.2另存中冷器模型文件，命名为intercooler.gtm¾2.2.3加载模板调出模板库，Window/Tilewithtemplatelibrary，并将相应的模板拖到模型管理器窗口，如下：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模¾2.2.4定义进口边界双击模板‘EndFlowInlet’，并按如下输入设置参数定义进口边界inlet：点击可进入实时帮助注：对于每个部件有通过上述方式获得在线帮助，可以得到每个参数的意义说明。GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模定义Composition时，可以点击下图红色方框中的按钮，在弹出的窗口中选择一般变量或参考变量。如下，按次序依次点击鼠标左键：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模零件特性定义时，有时需要输入参考模板，我们称之为指针变量，如下图绿色变量所示。双击指针变量“air”，会弹出该参考模板的各参数设置。指针变量GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模对于任何一参数，软件都给出了提示性的输入，在要输入参数处点击鼠标右键，在弹出的选项框中选择“AttributeProperties”时，会出现下图所示的内容，表示软件允许输入的值（前面有“√”表示允许输入的类型及范围）。GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模当选择“ValueSelector…”时，或者点击如下红色方框中手型图标所示的按钮，将弹出选择对话框。在此选择对话框中既可以选择一般变量，也可以选择参考变量。其中，参考变量既可从本模型文件的模型管理器中选择已定义的，也可从模板库中选择，如下蓝色方框中所示：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模¾2.2.5定义中冷器的进口管道，双击模型管理器中的“Pipe”模板，并输入如下所示的参数（Options中参数保持默认设置）：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模¾2.2.6定义连接中冷器进口管与中冷器的分叉管：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模¾2.2.7定义中冷器，中冷器通过多个具有相同小管子的圆管进行模拟。双击“PipeRound”，然后输入如下参数：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模如上所示，对摩擦系数，壁面温度以及传热系数进行了普通参数形式的设置，通过调整这些参数可以调整中冷器的出口状态。GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模¾2.2.8创建中冷器的出口管道。这里，出口管道与中冷器之间的分叉管可使用前面已定义的分叉管。如下可通过拷贝功能方便快捷地创建管道：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模按如下输入需要改动的参数：最后，定义中冷器出口边界：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节中冷器建模¾2.2.9将定义好的模块放置于建模区并建立彼此之间的连接，如下：¾2.2.10进行计算参数设定，首先进行运行设置，点击如下光标所示快捷图标，按如下所示进行设置：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节创建中冷器模型FlowControl设置如下：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节创建中冷器模型runsetup中其它的保持默认设置。然后，进行outputsetup设置，如下点击快捷图标并进行设置：GT-SUITE6.20GT-POWER第一节创建中冷器模型最后进行casesetup定义并开始计算：GT-SUITE6.20GT-POWER第二章创建进气系统z2.3将中冷器模型拷贝至6缸机模型文件中将中冷器模型中除了中冷器进口边界以外的所有part都拷贝到6缸机模型中，在弹出的询问窗口中点击ok。然后调整模型零件的布置，如下：GT-SUITE6.20GT-POWER第二章创建进气系统¾2.3.1在6缸机模型中，双击“env”object，将其更改为“comp-out”，并更改如下。然后将其放置到建模区作为中冷器的进口边界；GT-SUITE6.20GT-POWER第二章创建进气系统¾2.3.2建立连接，此时，模型应如下所示：GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管建模进气总管，由pipe和flowsplit组成，如下所示：注意：对于通常的内燃机性能计算，我们推荐：z进气系统：离散化长度≈0.4×缸径，z排气系统：离散化长度≈0.55×缸径；z计算噪声时，我们建议此时的离散化长度是性能计算时的一半；z尽量使网格的粗细趋于均匀，这有利于提高计算精度和减少计算时间。GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管¾2.4.1创建分叉管，双击flowsplit，并进行如下设置：GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管¾膨胀直径（ExpansionDiameter）:流体进入管接头后所能达到的直径。主要用于计算流量系数和能量损失。¾特征长度（CharacteristicLength）:从流体进入管接头，到达管壁或流体边界的长度。主要用于计算压力波的传递和反射。管接头各端口的空间角度，如前页所示。图中的α、β、γ分别是端口P对应于X、Y、Z轴的夹角。GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管选择一个分叉管part，然后点击光标所示图标，可以显示三维效果。GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管¾2.4.2分叉管创建完毕，将其放置到建模区如下红色方框中所示。GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管¾2.4.3建立进气总管组成部分中的矩形管道，首先从模型管理器中调入需要的模板，PipeRectangle，如下：GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管¾2.4.4按如下所示设置参数，然后将此置于建模区，见下页所示。GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管¾2.4.5分叉管创建完毕，将其放置到建模区如下：GT-SUITE6.20GT-POWER第二节创建进气管¾2.4.6创建连接中冷器和进气总管的管道以及通过一个flowcap封闭最后一个分叉管（红色方框中所示。）GT-SUITE6.20GT-POWER第二章创建进气系统¾2.4.7将各object在建模区摆好位置并创建连接，如下所示：GT-SUITE6.20GT-POWER第三章创建排气系统创建排气系统结构示意图如下：GT-SUITE6.20GT-POWER第三章创建排气系统z3.1创建过程与进气系统类似，这里不逐步创建，从已有的模型文件中拷贝，打开模型文件…tutorials/Modeling_Applications/Engine_Performance/common/template.gtm，将其中的6缸机排气系统拷贝到我们正在创建的6缸机模型文件中，如下：GT-SUITE6.20GT-POWER第三章创建排气系统拷贝过程中，注意弹出的询问窗口，根据实际情况确定。本例保持6缸机模型中的设置，如下：GT-SUITE6.20GT-POWER第三章创建排气系统z3.2重新布置各part位置并建立连接：GT-SUITE6.20GT-POWER第三章创建排气系统z3.3另外，由于在排气管中进行了管壁温度计算设置，而排气道中设置为常壁温。因此需要将排气管与排气道进行热隔离，可通过一个连接“nocond”实现此功能。如下双击每一个将排气道与排气歧管之间的连接，然后如下面红方框中所示，都换成“nocond”：更改后的树状结构。GT-SUITE6.20GT-POWER第三章创建排气系统z3.4运行测试至此，已经建立了从压气机出口到涡轮进口的整个6缸机模型。其中，通过环境模板定义压气机出口和涡轮进口的状态。将文件另存为6cylDI_Step1并进行运算设定，然后进行运算测试。如果整个系统的流量与实测流量之间的差别在2～3%之内，则认为发动机模型中不包括增压系统部分的模型建立正确。GT-SUITE6.20GT-POWER第三章创建排气系统如下操作，依次点击鼠标左键，删除模型不需要的模板以及object。RunsetupGT-SUITE6.20GT-POWER第三章创建排气系统Ca