含进气多腔消声器的进气系统压力损失计算

安装消声器后，进气系统结构以及压力损失都将受到影响，从而影响了进气性能。所以需要验证该消声器是否会对进气系统的流场产生较大影响。然而，通过实验研究进气系统流场是不经济且耗时的。另外，实验方法仅能得到整体压力分布而不能获得内部结构具体特性。相比来说，数值仿真方法具有花费低，耗时少以及精确度高等优点，被广泛用于流场分析。通过CFD计算流体动力学仿真方法，可以得到进气系统的压力分布、流体速度分布以及流线。

计算流体动力学就是利用计算机求解流体流动的各种守恒控制偏微分方程组的技术，这其中涉及流体力学、计算方法乃至计算机图形处理等技术。所以，计算流体动力学是多学科的综合，而其中流体力学的各种数学模型是数值计算的基础。本章将简要介绍流体力学的数学模型、CFD计算软件StarCCM+、使用CFD方法对汽车进气系统流场特性进行分析，并获得进气系统各部分的压强损失及速度分布，最后提出了相关改进方案。

STAR-CCM+（Computational Continuum Mechanics）是CD-adapco集团推出的新一代CFD软件。采用最先进的连续介质力学数值技术（computational continuum mechanics algo-rithms），并和卓越的现代软件工程技术结合在一起，拥有出色的性能和高可靠性，是热流体分析工程师强有力的工具。

STAR-CCM+可在最复杂的几何模型上快速、轻松和高效地准备和生成网格。凭借手动和自动的表面处理工具以及先进的多面体和剪切单元网格划分，STAR-CCM+可提供用户控制与自动化之间的最终平衡。其提供多种体网格生成技术，包括首创的多面体和剪切六面体网格类型，并通过自动表面包覆技术使生成高质量网格的时间大大减少，前期处理时间大大减少。其次，表面处理完整工具组的应用使STAR-CCM+在体网格划分的表面处理中为用户提供更为灵活的选择。凭借其全自动操作以及可靠处理最复杂几何模型和大型组件的能力，STAR-CCM+已无可非议地成为行业内最出色的同类产品。

在流体动力方面，StarCCM+能在微观或宏观层面上精确模拟多种不可压缩或可压缩流体从亚音速到超音速的流动。其核心在于提供一整套用于模拟流体流动现象的模型。在材料选择上，STAR-CCM+拥有多种模拟选项，包括单组分和多组分液体与气体。这些模拟选项包括大量不同的状态方程式，包括理想和真实气体以及用户定义的多项式密度关系。对于非牛顿流体，STAR-CCM+允许用户选从标准模型中选择，如幂次定律、交叉模型。全面的材料数据库可提供标准的材料属性，同时允许用户创建并编辑自己的材料属性。在模拟湍流时，准确模拟流体流动的一个关键要求是选择正确的方法进行湍流建模。STAR-CCM+提供大量的先进模型。RANS模型包括：Spalart-Allmaras、一系列K-Epsilon模型、K-Omega模型的标准和SST变体以及两个雷诺应力模型。若发生层流湍流转变，STAR-CCM+可使用Gamma-Re-Theta模型对其进行建模。