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柴油机是当今应用最广泛的动力机械,废气涡轮增压技术是一种提高柴油机性能的有效方式,目前船用柴油机已经进入“无机不增压”的年代。排气系统不仅是涡轮增压柴油机废气流出通道,而且影响废气能量利用,进而影响整机性能。因此,对于不同增压柴油机选择不同结构形式排气系统是非常重要的。本文针对两型船用柴油机,某V12高速柴油机及某V16中高速柴油机排气系统性能分别进行仿真研究。建立了V12-STC柴油机仿真模型,按照标准螺旋桨特性运行,并与原常规增压柴油机模型进行比较,针对2TC状态下排气连通管对排气系统性能影响进行了研究,通过分析,得出了2TC状态下关闭排气连通管阀对整机性能更有利的结论;对V16-STC柴油机按照标准螺旋桨特性运行,分析其运算结果,发现在其工作过程中存在着靠近排气末端第二缸排温过高的问题。针对该问题进行分析,得出排气温过高的根本原因是各缸扫气不均匀的结论,并对柴油机各缸扫气不均匀度进行定义。将V12-STC柴油机排气系统改为MPC系统,并对两型柴油机扫气不均匀度进行计算,100%负荷条件下,V12MPC-STC柴油机与V16-STC柴油机扫气不均匀度分别为8.65和39.00,说明V12MPC-STC柴油机各缸间没有较强的扫气干扰,适合采用MPC系统。对MPC关键结构参数进行优化,使该型柴油机采用结构更简单的收缩支管型MPC系统时性能与原机相仿。根据V12MPC-STC柴油机较低的扫气不均匀度,对其MPC系统进一步改进,采用扩张型支管MPC系统,改进后该型柴油机性能优于采用收缩型支管MPC系统的柴油机。针对扫气不均匀度较高的V16-STC柴油机,设计了一种改进型排气系统,解决了某些气缸排温过高问题,并改善了柴油机各缸扫气不均匀度,同时计算结果表明,采用改进型排气系统,V16-STC柴油机性能与原机相仿。为了更直观地分析V16-STC柴油机改进型排气系统内排气流动与原机的不同,并分析改进型排气系统的工作原理,利用Solid Works软件建立了V16-STC柴油机原机排气系统和改进排气系统几何模型,使用ICEM软件划分网格,运用GT-Power软件计算结果作为计算边界条件,采用Fluent软件对V16-STC柴油机排气系统进行三维数值模拟。