(2012825培训资料)GTPower7.0软件学习与消声器设计.ppt

gt power7 0软件学习与消声器设计 南京林业大学汽车与交通工程学院车辆工程系2012 8 25 目录 gt suite7 0简介gem3dv7 0 0建模过程讲解 软件自带示例 gt power总体功能及特点消声器建模过程演练与讲解消声器仿真分析演练与讲解 一 gt suite7 0简介 gt suite的软件开发者是美国的gammatechnology公司 日本西迪阿特公司负责该软件在亚太地区的技术和销售 西迪阿特公司在中国北京和上海设有办事处 专为中国的gt suite用户提供及时 准确的技术支持 由于gt suite软件使用方便 功能强大 因此在同类软件中居于领先地位 一 gt suite7 0简介 gt suite是一个集成化的cae软件包 主要应用于发动机 动力系统 车辆性能等的设计和分析工作 包括下列模块 gt power 发动机性能 噪声仿真计算 完整的发动机电子控制功能设计 gt drive 车辆动力系统仿真计算 循环工况分析和驱动系统部件动态分析 整车参数和控制策略设计 gt cool 发动机热管理 冷却系统参数设计和响应分析 一 gt suite7 0简介 gt fuel 发动机燃油供给系统压力和流动的动力学计算 通用液压系统分析 gt crank 刚性和柔性曲轴动力学分析 发动机动平衡 机体振动 轴承油膜分析 悬置布置 gt vtrain 配气机构运动学 动力学和摩擦学性能计算 凸轮轴振动分析 凸轮型线设计 gt power是gt suite系列软件中最著名的一个软件 六个模块均采用同一操作平台 采用同一个用户交互界面 相同的前处理和后处理 相同的仿真计算流程 各模块之间数据兼容 一 gt suite7 0简介 gt suite7 0于2009年12月15日正式在国内发布 为了更好的体现gt的平台开发战略 gt7 0进行新的模块划分 新的模块划分与以前版本的对比如下表所示 gt suite软件的license类型 有以下五种类型gt suite 全套软件模块绝大多数的原产商采用此形式gt power 主要关注发动机的性能 气动声学 后处理等gtsuite mp 与gt suite相比 缺少详细的缸内模拟与燃烧分析功能gt power lab 主要关注缸内分析 是gt power的子模块 但缺少增压分析和预测燃烧分析功能 gt suite rt 是为了让以上的各个模型 能在特定的硬件 dspace etas opal rt等 上进行硬件的在环仿真 gt suite中的用户界面 通用的前处理界面 gt ise通用的后处理界面 gt post其它工具界面 doe的前处理与doe后处理界面gem3d前处理界面cool3d机舱热管理三维前处理工具vt design 配气机构前处理工具gt大模型的处理工具 二 gem3dv7 0 0建模过程讲解 gem3d是用来建立并离散化gt suite中流动系统的三维图形工具 它可使用组件模块来建立模型 也可从stl文件导入几何形状 链接整个流动系统并自动进行离散化 离散后的模型跟gt suite完全兼容 可在gt suite中直接打开 下面通过一个消声器的案例来介绍使用gem3d建模的基本过程 1模型简介 2启动并建立新模型 启动gem3d建立新模型 将建立的新模型保存为 muffler1 到以下目录 c gti v7 0 0 tutorials graphical applications gem3d 01 muffler 3从stl文件导入shell 选择 file importstl 按如下设置进行操作 3从stl文件导入shell 导入后的模型 4添加一个隔板baffle 从shell几何上单击右键 选择 baffle 或选择build addfeature baffle 按如下设定添加baffle 5建立进气支管 点击工具栏的按钮 或选择builder addcomponent straightpipe 按如下设定建立直管 5建立进气支管 确定管的拉伸方向 5建立进气支管 6旋转进气直管到正确位置 鼠标选择刚建立的进气直管inlet1 然后在菜单中选择builder transformations3d assemblyrotation 按如下操作旋转 首先切换一下坐标图标的位置 在xz面上旋转 选中xz面 7在进气直管壁增加穿孔 在inlet上单击右键选择perforatesection 或选择builder addfeature perforatesection 按如下设定生成穿孔 8建立连接进气直管的弯管 点击工具栏的按钮 或选择builder addcomponent bendpipe 按如下设定建立弯管 9连接直管与弯管 选择connection flowconnection 然后按下图所示的顺序依次点击两个平面 则建立下面右图所示的连接 连接完成后 按esc退出连接 注意点击平面的顺序不能颠倒 第一个点击的面为将要移动的面 第二个点击的面固定不动 10旋转上面建立的弯管 按下alt键 同时鼠标点击弯管所在的位置 出现如下图所示的窗口 选择bentpipe 点击ok 选择builder transformations componentrotation 然后按如下参数旋转弯管 11在弯管上添加穿孔 在窗口左边的模型管理树中选择inlet2 单击右键选择perforatesection 按如下设定建立穿孔 12建立连接弯管的t型分流管 点击工具栏上的按钮或选择builder addcomponenttsplit 按如下左图设定建立t型管 选择connection flowconnection 然后按下图所示的顺序依次点击两个平面 则建立下面右图所示的连接 12建立连接弯管的t型分流管 连接后 13旋转上面建立的t型管 在窗口左边的模型管理树中选择inlet3 然后选择builder transformations componentrotation 然后输入180度旋转弯管 14在t型管上添加穿孔 在窗口左边的模型管理树中选择inlet3 单击右键选择perforateall 按如下设定建立穿孔 15建立连接t型管的共鸣管 点击工具栏的按钮 或选择builder addcomponent straightpipe 按下图设定建立共鸣管 再按前述方法建立其与t型管的连接 15建立连接t型管的共鸣管 16共鸣管与t型管的连接 连接后 17建立锥形弯管 点击工具栏的按钮或选择builder addcomponent bendpipe 按如下设定建立弯管 17建立锥形弯管 18建立锥形管与t型管的连接 19旋转锥形弯管180度 20在锥形弯管上穿孔 先选择锥形弯管outlet1 然后在菜单中选择builder addfeature perforatesection 按下图设定添加穿孔 21建立包覆有套筒的直管 点击工具栏的按钮 或选择builder addcomponent straightpipe 按如下设定建立直管 22连接直管与锥管 23给上述直管穿孔 在窗口左边的模型管理树中选择outlet2 单击右键选择perforatesection 按如下设定建立穿孔 24在直管上建立套筒 先选择直管outlet2 然后在菜单选择builder addfeature sleeve 按下图添加套筒 25在套筒上添加丝棉 先选择套筒 然后在菜单选择builder addfeature wool 按下图添加丝棉 新建一种材料 26建立伸出消声器的弯管 27建立弯管与直管连接并旋转 28建立连接上面弯管的直管 29连接弯管与直管 注意一定要先选中直管outlet4 30建立排气直管 30建立排气直管 32在消声器壳体内部另建一个shell 32在消声器壳体内部另建一个shell 32在消声器壳体内部另建一个shell 32在消声器壳体内部另建一个shell 33旋转内部壳体shell 在左侧模型树中找到shellsleeve 选择builder transformations assemblyrotation 将壳体旋转95度 选择此面 34在新建的壳体中添加丝棉 选择shellsleeve 右击选择wool 按下图添加丝棉 添加丝棉后的效果 35在消声器壳体内添加隔板baffle 先选择壳体 然后点图标 按下图添加隔板 35在消声器壳体内添加隔板baffle 36在一个腔室内添加丝棉 点击工具栏的按钮 或选择selection chamber 以切换到chamber选择方式 在相应腔室上右键单击选择wool 36在一个腔室内添加丝棉 添加丝棉后的效果 37将模型离散化 将此模型离散化以供gt ise和gt suite使用 点击工具栏的按钮 或选择file export gtm 按如下参数设置对话框 三 gt power总体功能及特点 gt power是基于面向对象的交互式界面 gt suite的所有软件拥有相同的软件操作平台gt ise 从模型图的建立 运行 到数据的后处理 gt power的操作都是在gt ise中进行 gt ise的界面如下图所示 主要组成部分包括 菜单 按钮 窗口 建模区域 数据库 模块管理器等 与常见的windows界面类似 符合大多数用户的操作习惯 gt ise操作平台界面 导航图主要用于当模型过大时 便于显示不同区域 模型管理器中所有的组成是建模必须的模板 定义不同零件之间的联接关系 gt power根据后缀名管理文件 filename gto 模型数据库文件 filename gtm 用户建立的模型图文件 filename dat 求解器自动调用的文件 对应于用户建立的模型图 filename out 主要的输出结果文件 包含了计算中间结果 错误 命令 提示等 gt power的文件系统 gt power计算流程 推荐两种建模策略 借鉴gt power的自带例子 gt power针对不同的内燃机和应用 建立了丰富的示范性例子 用户一般都可以找到比较符合自己需要的例子 只要经过简单的修改即可使用 在用户使用手册中简要说明了每个例子的用途 各个模型在例子中出现的位置也有说明 例子中还有常见的几种机型的模版 减少了用户的工作量 从基础开始建立gt power模型图 通过使用数据库中的模型逐个搭建自己的模型图 这种方法有利于用户深入掌握gt power的原理和使用 建立模型图的策略 gt power的模块数据库是用户建模的基础 根据物理模型的特点 数据库主要分为七大类 flow 与流动有关的模块 如管道 阀门等 同时还包括气体 燃油的特性数据等 这是gt power使用频率最高的一类模块 mechanical 与机械结构有关的模块 如弹簧 内燃机机体等 还有多种金属的特性数据等 thermal 附加的一些热计算模块 如有限元热计算模块等 electrical 与电 磁有关的模块 如电动机 电池 电磁阀等 control 与控制系统有关的模块 如pid 传感器等 analysis 与数据分析有关的模块 如fft 监视器等 general 通用的模块 如各种循环工况的速度曲线 数据表等 模块数据库的组织体系 数据库的每一大类中 模块根据如下规则主要分为四类 component 基本模块 用于描述物理 化学现象的基本模块 compound 复合模块 由component和connection等组成的模块封装 gt power将一些常见复杂结构表示为一个模块 如内燃机机体 车体等 节省用户建模时间 connection 连接模块 任何component和compound之间都需要由connection连接 reference 参考模块 主要是计算模块和内置数据 如燃烧模块 材料的特性数据等 模块的分类标准 模块在建模时是以不同的状态出现的 为了方便管理 主要为三层结构 模板 template 这是模块的原始状态 出现在数据库中 没有具体参数 实体 object 有具体参数的模块 而且该模块用于管理一批类似结构的部件 部件 part 出现在建模区模块图上的模块 这是实际物理存在的模块 而不是概念 部件继承了它的实体属性 部分参数可以重载 override 使其具有区别与实体的属性 模块所处状态的层次结构 模块所处状态的层次结构 gt power有关参数设置的几个概念 具体数值 ign 该参数忽略 def 该参数使用gt power的缺省值 普通变量 将变量名置于方括号中 如 para 在 casesetup 中输入具体的数值或引用参考模块等其它对象 指针变量 直接输入变量名 此时变量名为绿色 此类变量直接指向参考模块等其它对象 模块参数的设置 模块参数的设置 具体数值 忽略 指针变量 普通变量 缺省值 在运行gt power计算前 还需在 runsetup 进行运行参数的设置 主要包括 caselegend 算例的说明 仿真时间控制 根据时间 循环数等控制 求解方法 显式格式 隐式格式 流动求解控制 壁温 摩擦等的控制 收敛控制 判断流动是否达到收敛精度要求 用户可附加收敛条件 如内燃机的转速等 输出参数 控制输出参数的属性 输出动画等 定制表格 定制用户自己的输出表格 运行参数的设置 在模型图建立之后 仿真计算前 通常要进行模型图的预处理 主要目的是 检查模型图中各模型连接是否正确 检查各模型的参数设置是否正确 如是否有空缺 超出合理范围等现象 进行逻辑检查 以检测是否存在模块 参数之间的冲突 对用户输入的数据 map图进行插值等处理 以形成仿真计算所需要的格式 模型图的预处