汽车发动机冷却风扇气动性能研究和优化

基于CFD模拟和试验的方法,研究汽车发动机冷却风扇结构参数对风扇气动性能的影响,优化确定了一款高效率的新风扇。对风扇进行了试验,建立了与试验风扇结构相同的模型并进行仿真计算,通过对比模拟和实验,验证了模型的正确性;在此基础上,分析调整结构参数对气动性能的影响,结果表明风扇叶片弦长和安装角较轮毂比对气动性能影响较大,优化后的风扇静压效率能达26. 48%,较原模型静压效率提高了5. 75%。     

基于CFD的发动机冷却风扇气动噪声分析

介绍了发动机冷却风扇气动性能的试验方法,利用Fluent软件对C型风管式台架风扇性能测试系统进行了仿真模拟,得到了风扇的流量、静压及静压效率结果.根据风扇图纸上性能数据进行了仿真模型修正,基于修正后模型进行了风扇气动噪声仿真,并与测试进行对比.结果显示,在各测点噪声仿真与测试数值接近且变化趋势一致,验证了仿真方法的有效性,为风扇的优化设计、配套选型提供了参考依据.     

基于Star ccm+的导风罩优化选型

为改善冷却风扇的气动性能,提升整车冷却系统的散热能力,对比分析外插入式、内插入式、迷宫槽式3种导风罩结构形式对环形风扇气动性能的影响,建立相关导风罩CFD计算模型,结合某型牵引车整车模型,对比分析了3种导风罩下,流经散热器的空气流量,根据一维仿真计算数据,对发动机冷却系统的冷却能力进行评估。结果表明:导风罩与风扇的径向间隙、导风罩圆柱区域的长度、导风罩的安装形式对风扇的气动性能均有一定的影响。     

硅油风扇离合器结构参数对其性能的影响

作者对硅油风扇离合器的主从动件工作面结构形状、端面间隙、柱面间隙、回油孔尺寸、硅油量、主从动件速度差等结构参数对性能的影响进行了试验研究;为设计硅油风扇离合器提供了有用的数据。     

发动机冷却模块安装参数对气动性能的影响

在测量风扇、散热器和中冷器基本参数和性能的基础上,利用多重参考坐标系模型和多孔介质模型,研究了并联式发动机冷却模块安装参数对冷却模块整体气动性能的影响。研究结果表明:对于研究的冷却模块,轴向伸入距离为65mm时气动性能最佳。风扇径向间隙越大,气动性能越差,当冷却风扇转速为2 200r/min时,30mm的内效率比10mm时下降近50%。低转速时,风扇与换热器间距变化对气动性能变化不明显;高转速时,间距在150mm以内气动性能变化比较明显,超过150mm后变化较小。     

基于正交试验的低速机增压器涡轮排气壳性能优化研究

为提升船用低速机涡轮增压器性能,对增压器涡轮排气壳底部流道结构进行参数化,设计并开展了以效率为优化目标的四因素三水平正交试验优化设计和增压器整机性能试验。首先,采用CFD数值模拟方法对不同参数组合的涡轮气动性能进行了计算,然后对涡轮排气壳底部流道结构参数开展了灵敏度分析,同时针对不同参数组结构开展了内部流场对比分析,明确结构因素对流动的影响机理;在此基础上对优化后方案开展了涡轮特性分析,最后在低速双燃料机平台上开展增压器整机试验验证。分析研究表明：在涡轮进气壳、喷嘴环和涡轮叶片等通流部件结构不变的前提下,涡轮排气壳排气方向轴向长度对涡轮整级效率的影响最大,优化后效率明显提升,设计点总压损失系数降低0.3874,静压恢复系数提升0.537,总静效率提升1.85%,其余工况总静效率最大提升2.4%。试验结果表明：优化后涡轮增压器整机效率在主机燃油模式和燃气模式下的全工况范围内效率均有提升,最大提升幅度分别达到1.4%和2.1%,涡轮性能和增压器整机性能改善明显。     

计及几何和工程约束的风电叶片气动与结构特性分析

为分析气动外形参数小幅度变化对风电叶片气动与结构特性的影响，以某5 MW海上风电叶片为研究对象，构建叶片CFD（计算流体力学）气动模型与复合材料有限元结构模型，考虑某个翼型参数改变引起其所在叶素段曲面形状变化的几何约束，在满足展向光顺性工程约束的前提下，计算不同位置叶素段翼型弦长与扭角的试验水平改变量，设计气动外形参数交互作用下的正交试验方案，采用极差分析和方差分析方法，选取来流风速分别为8.0、11.4、14.0 m/s的3种工况，分析气动外形参数对风电叶片气动扭矩和叶尖挠度的影响。结果表明，气动外形参数3%的试验水平改变量，能影响约6.7%的气动性能改变和约15.0%的结构性能改变；不同位置段气动外形参数主效应不同；不同位置段参数间的交互作用对叶片气动扭矩和叶尖挠度有着不同程度的影响。     

基于串列静子的高负荷风扇气动性能改善研究

为了提高某高负荷风扇的性能,针对其末级静子开展改型设计研究。采用串列静子方案改善原型单列静子分离严重、损失大、裕度低的问题,并采用仿真与叶栅试验的方法分析了串列静子前后两排叶片间周向相对位置和轴向相对位置变化对设计状态与非设计状态下叶栅气动特性的影响。结果表明：当串列静子两排叶片周向相对位置为0.7、轴向相对位置为0.065时,风扇具有较高的综合性能;串列静子可有效提高风扇末级性能、拓宽稳定边界,在1.0倍和0.8倍换算转速下,喘振裕度分别提高4.7%和8.6%,设计点效率分别提高1.4%与3.2%。     

汽车发动机冷却系仿真优选方法的研究

介绍了汽车发动机冷却系散热器、风扇和水泵的仿真优选方法。建立了散热器性能计算模型，提出了散热器优选的方法。通过收集不同结构形式的风扇和水泵的试验数据，建立风扇性能数据库，应用相似理论，对风扇和水泵进行优选，给出了应用实例。     

畸变进气条件下风扇三维非定常流动数值模拟

分析畸变进气情况下轴流风扇/压气机三维流场和性能的三维可压缩模型.该模型利用流线曲率法求得叶片对气流做功的叶轮机源项,然后通过求解带源项的三维非定常Euler方程,对风扇/压气机内部三维流场和性能进行模拟.利用该模型对某一跨音速风扇转子的三维流场和性能进行了数值模拟分析,特别是分析对比了在进口无畸变和进口有畸变情况下的风扇内部三维流场和气动性能.研究结果表明,该三维理论预测模型能有效地分析进气畸变对轴流风扇性能及其稳定性的影响.     

Effect of inlet box on performance of axial flow fans

Numerical investigations on 3D flow fields in an axial flow fan with and without an inlet box have been extensively conducted, focusing on the variation of fan performance caused by the internal flow fields and the velocity evenness at the exit of the inlet box. It is interesting to find that although the inlet box is well designed in accordance with basic design principles, there is a flow separation region in it. Furthermore, this flow separation and the resulting uneven velocity distribution at the exit lead to some decrease in the efficiency and an increase in the total pressure rise of the fan. This research shows that the inlet box needs further improvement and such a check on the flow fields is of value for the design of inlet boxes. __________ Translated from Journal of Engineering Thermophysics, 2007, 28 (Suppl.1): 161–164 [译自: 工程热物理学报]     

不同海拔高度硅油风扇离合器对发动机性能影响的研究

在内燃机风扇离合器高海拔(低气压)模拟试验台上，研究了不同海拔高度(0km～5km)下硅油风扇离合器的分离、结合特性，以及对发动机性能的影响。研究结果表明：随着海拔高度的增加，发动机输出转矩和功率下降、烟度排放增加。燃油消耗率在小负荷时增加较多，在大负荷时增加较少。硅油风扇整个分离与结合时间呈现减小趋势。硅油风扇转速在小负荷时变化不明显，在大负荷时将逐渐降低。     

动叶安装角异常反向偏离对轴流风机性能的影响

以某OB-84型动叶可调轴流风机为例,采用Fluent软件模拟得到两异常叶片安装角反向偏离时的风机性能曲线,分析了异常叶片间的相位和安装角偏离度△β对总压、熵产率和噪声分布的影响.结果表明:动叶异常偏离时的风机全压和效率曲线明显偏离正常值,各流量系数下的最大声功率级整体提高;随着△β增大,风机性能显著下降,且与异常叶片间的相位关系有关;不同的异常叶片相位关系和△β对特征截面上的内流特征分布具有明显不同的影响,相间关系的异常叶片对内流特征的影响有叠加效应,相对关系的异常叶片对其附近及旋转方向下游流场的影响基本对称.     

Effects of a Kind of Non-smooth Blade on the Performance of an Axial Fan

This paper presents an experimental investigation of effects of a kind of streamwise-grooved blade on theperformance of an axial-flow fan.The flow field at 25% chord downstream from the trailing edge at hub wasmeasured using a 5-hole pressure probe at different mass-flow conditions.The fan performance of the grooveblades was compared with that of the smooth blades.The measurement results indicate that:(1)the non-smoothblades increase mass flow of the fan at the same throttle conditions except a near stall condition;(2)thenon-smooth blades reduce the relative total pressure loss in the rotor passage and increase the fan's total pressurerise at the test mass-flow conditions except the near stall condition;(3)Negative benefits are obtained at a nearstall condition when the smooth blades are replaced by the non-smooth ones.The fan mass flow decreases 0.9%while the total-pressure rise decreases 2.4% at the near stall condition.     

通风机叶片的仿生学试验研究

介绍了通风机仿生学叶片对通风机性能、噪声影响的试验研究初步结果,表明仿生学在风机中应用的尝试是有益的。     

Numerical investigation on the flow field of an axial flow fan in a direct air‐cooled condenser for a large power plant

The flow field of an axial fan in a direct air‐cooled condenser for a large power plant is modeled numerically. In order to improve the efficiency of heat exchange of the air‐cooled condenser, methods of increasing the rotational velocity of the fan and laying out the guide blade at the outlet of the fan are adopted. Results show that increasing the rotational velocity of the fan can effectively increase the flux of the fan, and can improve the efficiency of an air‐cooled condenser; laying out the guide blade at the fan outlet can ameliorate the flow field in an A‐flame. This causes the rotational kinetic energy to change into static pressure at the fan outlet, so the ability of the heat exchange of the air‐cooled condenser is improved. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res; Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com/journal/htj). DOI 10.1002/htj.21027     

一种损失模型在对旋型轴流通风机特性预估中的应用

建立了一套计算设计点及非设计点的损失模型,应用所提出模型对某型对旋型轴流通风机的性能特性进行预测计算,计算结果与样机实验测试结果对比,效果良好.     

冷却风扇变密流型扭叶片设计方法及其气动特性的数值研究

利用"径向平衡"原理,推导了轴流叶轮出口通流速度沿叶高的分布方程,并基于此提出了一种新的"变密流型"扭叶片设计方法.将该方法运用于某型叶轮的设计,并采用CFD技术,研究了该类扭叶片的气动特性.通过与传统的"等密流型"扭叶片及原始直叶片的气动性能的比较,发现"变密流型"扭叶片不仅能扩大小流量下风扇的稳定工况范围,而且其风压明显增加,有助于提高冷却风扇的散热性能.     

静叶倾斜对双级轴流风机性能和噪声影响的数值研究

以某600 MW机组配套的两级轴流风机为研究对象,采用Fluent软件对其进行三维数值计算,研究了静叶倾斜对风机性能和噪声的影响。结果表明：当正倾斜角度15°时,在设计工况风机效率提高0.09%、全压降低0.36%;静叶正倾斜角度大于25°或反倾斜时,风机效率和全压均降低。静叶正倾斜使两级静叶区的总声压级均有所降低,正倾斜15°时在设计工况点第2级静叶区总声压级降低4.4 dB,且倾斜角度越大降噪效果越显著;静叶反倾斜后,第1级静叶噪声基本不变,第2级静叶区总声压级增大2.5 dB。综合分析静叶倾斜对风机性能和噪声的影响,静叶正倾斜15°为最优方案。     

金属纤维燃烧器系统阻力特性的实验研究

提出了金属纤维燃烧器系统阻力特性实验方案，建立了阻力特性实验研究装置，对直流无刷调速风机的性能和燃烧器头部阻力特性进行了实验研究，并对实验结果进行了分析。实验结果为金属纤维燃烧器的设计和负荷调节提供了依据。图4参7