卡车发动机舱流场分析与散热性能研究

针对某卡车发动机舱热环境较差,应用CFD分析软件对发动机舱的流场和温度场进行数值仿真,充分考虑对流,换热和辐射的换热影响,模拟冷却模块和高温原件的散热量,分析发动机舱内的流动和散热情况。结果表明:发动机舱产生热回流,导致循环加热,散热器、中冷器等前端冷却模块的散热性能无法达到工况要求。通过添加阻风板和密封板,增大导流板面积等措施改进前端冷却模块的结构,有效阻止了回流,提高了冷却模块的散热性能,改善了发动机舱内的热环境。     

离心压缩机的逆向工程与几何参数化方法及应用

以一台四级离心压缩机为研究对象,采用便携式三维激光扫描仪和硅胶灌注方式,有效解决了闭式离心叶轮三维扭曲叶片的测量问题。在此基础上,使用Numeca软件的Autoblade Fitting模块对离心压缩机通流部件的离散坐标进行了几何参数化建模,并利用CFD方法对整机进行了流场分析。研究表明:本文所开展的逆向工程及参数化建模方法能够用于压缩机流场分析。     

深海自激振荡喷嘴装置结构优化

深海采样装置的表面附着物问题严重影响设备正常工作,为解决此问题设计了深海自激振荡喷嘴装置。利用CFD仿真软件Fluent对喷嘴结构进行优化,分析喷嘴内部流场,对射流冲击壁面进行仿真,模拟出冲洗效果最好的结构,为后期水射流清洗实验提供理论依据。     

涡轴发动机无叶片粒子分离器流道设计

流道设计是粒子分离器设计的核心内容。本文介绍无叶片粒子分离器流道的设计原理、设计流程和设计方法,重点讨论了各结构元素的不同设计给粒子分离器的性能带来的影响,以及如何采用CFD数值模拟的手段对粒子分离器的两相流场进行计算分析,初步建立了基于两相流CFD分析的流道设计方法。最后,给出了按本文方法对某粒子分离器进行设计和结果分析,并对其粘性流场分析结果进行了说明。     

空调风冷系统的流场仿真分析与探讨

采用三维流场的有限元计算程序和Ansys的CFD模块,对空调风冷系统的风扇内部旋转流场及送、引风管外换热的非旋转流场,进行流场仿真分析与探讨,尝试为空调风冷系统的合理改进及产品性能的进一步提高提供一定的理论参考.     

低比转速离心泵叶轮内部流场的CFD分析

基于N-S方程和标准k-ε湍流模型，利用CFD对低比转速离心泵叶轮内部流场进行了计算，分析了叶轮内部流场的速度分布和压力分布，并对预测结果进行比较，从而提出了利用CFD（Computational Fluid Dynamics）对离心泵叶轮进行性能分析的方法，为进一步完善泵设计理论、提高泵设计水平提供了有益的参考。     

汽车前端模块的设计

依据集成度不同,对汽车前端模块进行分类。以某车型前端模块为例,重点阐述其材料选择、结构设计和强度、刚度分析等,对今后前端模块的设计具有一定的指导意义。     

1050MW超超临界机组SCR流场优化设计

为保证脱硝系统超低排放要求,提高SCR系统运行的经济性与安全性,某电厂1050 MW超临界燃煤发电机组SCR装置进行喷氨优化改造,需对机组的流场进行优化设计。采用CFD模拟与物理模型试验相结合的方法对该厂机组脱硝系统设备进行流场设计。通过空塔模拟分析原始流场,设计整流部件,系统设计满足相关的技术指标。对各整流部件进行性能分析,保证设计的经济性。物理模型试验结果与CFD数值模拟结果得到相互验证;试验对SCR系统的积灰状况进行了研究,结果表明系统设计合理。     

基于全局响应面法的排气歧管流体分析优化设计

对某1.4L增压汽油发动机排气歧管进行了计算流体动力学(CFD)优化设计研究。首先采用基于有限元法的CFD求解器AcuSolve对初始排气歧管模型进行了流场分析,根据流场特征确定排气歧管外形需要重点优化设计的两个区域。然后对区域外形进行了模型参数化,创建了2个形状变量。最后调用全局响应面法以减小压降为目标进行排气歧管CFD优化,优化收敛后新设计排气歧管压降减小4.35%。研究方法对于排气歧管CFD优化设计具有一定的工程应用价值。     

基于CFD轴流泵叶轮在流场中的有限元分析

根据某一型号立式轴流泵的叶轮特征对其建立三维模型,利用叶轮工作时流场的属性,结合流固耦合的方法,通过有限元分析软件ANSYS Workbench中的CFD模块对叶轮进行流场动力学仿真分析。在有限元软件流体动力学分析模块中添加流场流速、流体进出口和流场膨胀层等,得出叶轮周围流体的绕流迹线,以及叶片应力从叶顶到叶根的分布规律,发现进水处的叶片部分是应力最大处。这对水泵叶轮可靠性和水泵寿命分析具有重要的借鉴意义。     

含地面效应、发动机舱内流的轿车流场仿真

地面效应对地面的气流边界层厚度有较大影响,而发动机舱内流会使整个轿车空气阻力增加12％左右。应用FLUENT软件,分别对不含地面效应和发动机舱内流、含地面效应但不含发动机舱内流,以及含发动机舱内流但不含地面效应的三种模型进行了仿真。利用仿真技术来研究轿车空气动力性能,不仅能够定性分析轿车流场,而且能够比较精确地定量分析其风阻系数等一些空气动力性能。仿真结果表明：地面效应对轿车周围流场有一定影响;发动机舱内流对阻力影响较大,对轿车流场也有一定影响。     

Flow analysis of engine cooling system for a passenger vehicle

A numerical simulation is carried out to analyze the flow field of cooling air through the radiator and engine compartment. In order to consider the strong effect of the suction-type flow by the cooling fan at engine idling condition, a potential flow analysis is attempted by the assumption of a line sink located at the position of the cooling fan. The governing equations for steady two-dimensional, incompressible, turbulent flow are solved with the two-equationk-ε model for turbulence. The velocity profiles in the underhood engine compartment and around the front-end of a real vehicle are measured to compare with the numerical results. The agreement between the numerical and experimental results is fairly good. It is concluded that a two-dimensional computation is a fast and efficient tool for predicting the effect of front-end design on the cooling air flow through the radiator.     

乘用车外流场及发动机舱内流动分析

应用STAR-CCM+软件,对某款乘用车进行整体空气动力学仿真分析,并对机舱内冷却气体流动情况进行数值模拟。通过仿真分析发现了影响阻力系数的关键零部件。在设计布置舱内各个零部件阶段,通过对机舱内冷却气体的计算模拟判断,得出是否满足舱内冷却设计要求,为机舱内布置进一步优化提供依据。     

动力电池组空间布局散热优化

蓄电池的性能是决定电动汽车整车性能的重要因素。介绍了蓄电池的散热状况,以镍氢动力电池为分析对象,对其充电过程中的热效应进行详细分析,并在ANSYS软件环境下模拟了电池单体的温度场,电池组的温度分布、自然冷却、风冷散热以及风冷串行和并行的流场,通过仿真结果的分析比较,对散热模型进行改良,设计优化了箱体散热片和散热孔,最终实现蓄电池组最优的设计方案。     

基于Fluent汽油机缸盖冷却性能仿真分析

针对某型号汽油机缸盖的冷却性能进行了流场仿真分析。基于现代反求技术获得汽缸盖精确的3D模型,通过布尔运算获得内部真实流道模型。使用ICEM对其进行网格划分并设置恰当的边界条件,通过Fluent运算最终得到流道的速度流线场、换热系数场和压力分布场。对其进行分析可知该缸盖整体冷却性能正常,但4缸之间冷却效果存在显著差异。进行优化分析后可知总体冷却效果提升显著,但对改善流道速度分布均匀性作用不大,并指出了局部流动死区。     

柴油机缸盖冷却水腔三维流动数值模拟分析

柴油机优良的冷却性能对提高其工作性能和气缸盖可靠性起着非常重要的作用。以某V型12缸水冷发动机的冷却水腔为研究对象,采用流体分析软件FLUENT对缸盖及其冷却水腔内的流动与传热进行数值模拟计算,得到冷却水在缸盖复杂水腔内的三维流场分布与进出水孔的流量,并详细分析了其流场、压力场、温度场及换热情况, 为该型柴油机气缸盖冷却水腔的结构优化设计提供一定的参考依据,从而提高内燃机的工作性能和气缸盖的可靠性。模拟计算结果表明:冷却水腔的流动均匀性可以达到该发动机的冷却要求;流经各缸的冷却液流量分配合理;“鼻梁区”冷却效果较好,且“流动死区”能满足冷却需求。通过对气缸盖内冷却液流动的优化,可以有效地提高整机及气缸盖的冷却效率。     

基于有限元的阀组件单级散热模块数值分析

简述了阀组件单级散热模块的外部模型、内部水路的物理模型和电子元件的分布。在理论计算分析的基础上,采用有限元的方法进行数值模拟,从而得到不同流速下的流阻和热阻,分析得到最佳冷却流速。借助有限元流体分析软件,得到了阀组件的温度场和流场,分析结果能够较真实地反映出散热模块的温度分布梯度、内部流场的温度梯度以及压力损失梯度。研究结果不仅为后续多级散热模块串联提供了理论基础,而且对散热器的设计和优化具有一定的指导意义。     

基于流场调控的商用车动力舱多目标优化

针对某商用车动力舱的扬尘、散热及驾乘热舒适性差等问题,提出了基于CFD数值仿真+叠加优化的动力舱流场调控优化方法.对原车动力舱内流场进行仿真分析,指出减小气流阻力、增大进风量是改善动力舱性能的基础.对散热器、冷却风扇以及护风罩进行叠加优化以实现对动力舱流场性能调控优化,结果表明:优化后进风量增大70.9％,进风温升比原...     

考虑摩擦副接触应力场和冷却流场的湿式离合器温度场分析

温度对湿式离合器摩擦副的摩擦特性和热失效具有重要影响。为了获取湿式离合器温度场的分布规律,建立摩擦副接触应力分布有限元模型和摩擦片沟槽内冷却流场数值计算模型,获得了摩擦副接触应力随离合器接合油压的变化规律和冷却流场对流换热随离合器转速的变化规律。在此基础上,提出考虑离合器摩擦副接触应力分布时变特性和冷却流场分布时变特性的离合器温度场数值计算模型。将所建温度场模型的仿真结果与试验结果作对比,验证了所建温度场模型的正确性。通过计算获得了湿式离合器接合过程中不同钢片在半径和厚度方向的温度分布规律,揭示了摩擦副接触应力场和摩擦片沟槽内冷却流场对离合器温度场的影响规律。结果表明,在离合器摩擦副半径方向上,摩擦副的温度分布规律与接触应力分布规律相一致。而摩擦片沟槽内冷却流场的对流换热主要影响离合器同步阶段的温度分布。     

联体泵-马达壳体内部流动传热特性

联体泵-马达在正常运行过程中,冲洗冷却流动并非直接作用于摩擦副发热位置,使壳体内部的流场存在局部过热的风险,影响整机可靠性和寿命。因此采用了Mixture多相流模型及自编程的网格变形运动和轴承出口控制程序,建立了泵-马达壳体内部流场流动传热特性数值仿真模型并进行了实验验证,模拟分析了油-空气两相流场和温度场,揭示局部热点形成位置和机理,最后设计了冲洗冷却方案。结果表明:泵侧温度沿周向均匀分布,马达侧温度呈上高下低分布,流场最高温度在球碗表面;分散布置泵侧和马达侧出口位置及增大冲洗量可降低流场最高温度,冷却冲洗入口分散布置可改善流场温度分布的均匀性。