天然气内燃机组可有效降低排放污染。本课题对车用柴油发动机改装成发电机组燃气发动机,在缺失排气歧管设计参数的前提下,采用逆向工程技术得到合理的排气歧管三维重构模型.燃气发电内燃机工程时间长,排气温度高,为了进一步改善燃油经济性和提高排气歧管的可靠性。通过搭建发电机组燃气发动机一维模型,对排气歧管结构进行优化,研究认为原机排气歧管为了兼顾低转速的性能,管径设计较小,在1500r/min的排气背压较大,不适宜应用在改装后的燃气发电内燃机。在管径优化的基础上,获取模拟真实工况下的排气歧管热边界条件,通过FLuentUDF模块建立流固耦合仿真模型,耦合计算了5个工作循环,分析了重构模型排气歧管的温度场、热应力、热变形及热模态。在满足该工况条件下,针对不同方案需求,对排气歧管模型进行优化与改进,对比分析了两种排气歧管改进方案的温度场、热应力、热变形及热模态。结果认为第一种方案热变形量略有上升,第二种结构方案可进一步减少热变形量,有利于提高排气歧管的寿命,且两种方案的工作频率都不会与发动机产生共振,满足燃气发电内燃机的设计要求。本文的建模和优化方法可为燃气发电内燃机排气管的改装设计提供参考和指导。本文的主要工作内容如下:1)获取排气歧管产品三维模型,对模型表面处理干净。先用显像剂对该排气歧管产品进行喷涂,再贴上标记点,然后,使用光学扫描仪扫描,获得点云数据模型,利用GeomagicWarp软件完成点云数据模型处理。利用处理后的点云数据模型,用GeomagicDesignX和UG软件完成对排气歧管模型的重构,通过GeomagicControlX的3D精度对比,得到合理的排气歧管重构模型。2)获取合理的排气歧管热负荷分析结果。先搭建发动机一维模型,对比仿真与试验数据,验证模型有效性。获取最优管道直径,求得排气歧管所需热边界条件。采用流固耦合方法,得到排气歧管温度场、热应力及热变形量。在此温度基础上,对排气歧管热模态分析,获得温度场作用下的振动特性,并对排气歧管的温度场、热应力、热变形量及热模态进行分析。3)对两种方案目标,完成排气歧管模型优化改进,对改进后的排气歧管模型进行同边界条件下地热负荷分析,热负荷分析结果表明优化改进模型满足要求,符合产品设计标准,可用于解决实际工程问题。