载重汽车散热器散热及阻力因子仿真模型设计

分析散热器性能计算模型,采用VC++软件编写散热器模型仿真程序;对散热器的样件试验数据进行仿真计算;通过SPSS软件对仿真结果进行数据回归分析,得到散热器的散热因子和阻力因子的仿真模型;并对试验值与仿真值进行分析对比,发现试验值与仿真值吻合度较高,误差较小;结果表明建立的仿真模型是可行的,可用于指导新款散热器的研发及老产品的改进设计。     

百叶窗翅片汽车散热器特性仿真研究

以百叶窗翅片汽车散热器为研究对象，提出了基于散热器微元结构的动态传热模型，把散热器传热过程分为水侧传热，翅片管传热和空气侧传热3部分来考虑，建立了相应的散热器传热及阻力特性的数学模型，并在MATLAB/SIMCLINK环境中建立了其仿真模型，进行了仿真值与试验值的比较，结果表明，仿真结果与相应的百叶窗翅片散热器试验数据基本一致。     

基于CFD方法的整车冷却系统匹配分析

为探索水泵流量对整车冷却系统的影响,建立发动机GT-POWER模型和整车冷却系统GT-COOL模型,同时利用试验验证模型的准确性,并求取发动机热边界条件和散热器换热特性参数。建立散热器三维几何模型,利用CFD方法求取散热器的流动特性参数,将发动机模型和散热器模型在STAR-CCM+中耦合成一个系统,模拟整车冷却系统的工作过程。以某农用车的冷却系统为例,通过仿真求得其水泵流量在0.8 kg/s时散热器散热功率达到最大值10.489 k W,且发动机燃烧室壁面温度为523 K,较为合理。     

某车型散热器框架振动疲劳分析

运用CAE虚拟仿真技术,建立精确的FEA模型,利用采集整车道路试验加速度功率谱密度信号对汽车散热器框架进行振动疲劳分析,数值仿真与整车道路试验结果表明虚拟疲劳寿命仿真结果可靠性可作为设计优化的依据。     

基于场协同原理的车用散热器内流场优化

针对汽车散热器在实车环境中内、外流场不均匀对散热性能影响无法判断的问题,提出采用场协同原理分析对流散热结果。首先建立发动机舱前端冷却模块模型,结合已有的经验公式和数值仿真方法对模型进行简化;其次运用多尺度耦合分析散热器在内部热介质流场和外部冷介质流场下的流动传热特性,并通过试验对仿真模型进行验证;最后利用场协同原理分析散热器散热特性,并提出内流场优化思路。优化结果表明,在散热器最为严苛的工况下,散热管表面温度标准差提高了29.01%,出水温度降低了1.32℃。     

锯齿形涡发生器在车用散热器中的应用研究

为了保证工程车辆散热器工作稳定性,降低空气侧涡流产生的影响,针对散热器翅片几何特征进行改进。首先,对比管片式散热器模型的仿真结果与试验数据,以验证仿真模型的准确性;然后对安装锯齿形涡发生器的散热器模型进行仿真,计算改进前后散热器JF因子并进行比较;最后,对不同涡发生器结构参数下的散热器进行对比分析。结果表明:空气速度在2～12 m/s区间时,新散热器的JF因子高于原散热器,当流速为12 m/s时,改进散热器的JF因子高出约30%;对比分析不同涡发生器结构参数水平下的散热器,气流攻角30°和涡发生器高度2.34 mm对散热器传热系数和压力损失影响最大,涡发生器宽度变化对其影响很小,锯齿高度对压力损失影响较大,但对传热系数影响很小。     

电机控制器IGBT用风冷散热器设计

电机控制器绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)散热性能越发成为影响电机乃至电动汽车安全性、可靠性及动力性的重要因素。提出一种新型纯电动汽车电机控制器IGBT用风冷散热器结构方案,对IGBT热源及所设计的新型风冷散热器建立了黑匣子仿真模型,通过理论估算得出在额定工况下IGBT结点温度,进而利用流体仿真软件对IGBT芯片结温和散热器的温度场、流场进行可视化热仿真分析。同时对IGBT芯片结温进行试验测定,并与热仿真结果以及理论估算结果进行对比,验证了该新型风冷散热器能满足IGBT正常工作的热设计要求。     

汽车前端冷却模块空气侧热流场仿真与试验研究

为了研究封闭部分格栅和加装底护板对前端冷却模块性能的影响以及散热器空气侧热流场仿真结果与试验数据的相关性,建立了某排气前置车型的详细机舱热管理分析模型,应用多孔介质模型和旋转参考坐标系(Moving Reference Frame,MRF)方法建立了换热器和散热风扇的计算模型,对前端冷却模块空气侧流场和热场进行仿真并将部分仿真结果与试验数据进行了比较。分析结果表明,封闭部分格栅和加装底护板均能增加中冷器进风量;散热器前风速平均值、前部和后部的温度平均值与试验值相比误差均小于10%;考虑局部高温辐射并与机舱热流场的耦合模拟能大大提高热分析精度。     

商用车散热器主片开裂故障分析

针对某型商用车散热器主片开裂故障,利用有限元分析方法对散热器的动态应力进行了理论分析。利用CATIA建立散热器三维模型,在ANSA中建立有限元模型,用扫频模态测试验证了有限元模型的准确性,用PERMAS求解散热器主片的动态应力。研究表明,理论计算的散热器主片所受到的最大应力位置与故障散热器的失效位置吻合。通过对冷却模块原有结构的改善,使散热器主片最大应力下降了30.3%,最后通过试验验证,证明了改善方案的有效性。     

车用暖风散热器数值模型

基于计算流体力学方法,采用RNG k-ε模型,建立了某轿车暖风散热器的三维流动与传热数值模型,计算得到了暖风散热器内的流动和传热细节.利用台架单体试验进行了试验验证,结果表明该数值模型能够较准确地预测车用暖风散热器全工况下的性能.     

Performance of air conditioners with a gas-liquid separation condenser and one-tank laminated evaporator

In this study, a parallel flow condenser and laminated evaporator for an automotive air-conditioning system were modified to improve performance. Gas-liquid separation type condensers, in which the condenser and receiver drier are integrated, and one-tank laminated type evaporators were developed, and their performances were investigated experimentally using HFC-134a. Heat transfer characteristics in the condenser are examined by means of air temperature, air velocity entering the condenser and inlet pressure of the refrigerant; heat transfer characteristics in the evaporator are examined by means of air temperature, relative humidity, flow rate of air, outlet pressure of refrigerant and superheat. Pressure drops for both evaporator and condenser are also measured, and correlations for pressure drop are derived for the condenser and evaporator, respectively. Air velocity and mass flow rate of the refrigerant have a significant effect on the overall heat transfer coefficient, and flow pass is not significantly influenced by the cooling capacity of the condenser. The overall heat transfer coefficient of the evaporator increases as air flow rate, air temperature and relative humidity increases.     

冷凝对隧道通风热压的影响分析

为研究空气水分冷凝现象对隧道通风热压的影响,采用现场实测的某地下通风隧道空气参数以及文献中某隧道自然通风的测试数据,对选用的有限差分法隧道通风传热传质过程及热压计算数学模型进行了验证;并采用数值模拟方法研究分析了不同隧道入口空气温度、相对湿度及通风速度条件下,隧道内空气冷凝现象、沿程空气温度以及热压的变化规律。研究结果表明:冷凝会增大空气与壁面的传热量,使隧道内的空气降温速度减慢,导致通风热压变小,并且该影响会随入口空气温度与相对湿度的升高而增强,随风速提高而减弱;当未发生冷凝时,隧道沿程空气温度分布及热压几乎不受空气湿度的影响。以一个全纵向通风的地下隧道为例,在4~8月,隧道会出现较大范围的冷凝现象,考虑冷凝计算所得热压比不考虑冷凝时低30%,对应的自然风风速平均偏差为0.5 m·s^-1;在其余月份,不考虑空气冷凝计算所得通风热压与考虑冷凝时相同。因此计算湿热季节通风热压或对应的自然风风速时,应考虑冷凝的影响;其余季节可按不考虑冷凝的方法简化计算隧道热压。     

空调轿车室内热微环境的数值模拟与实验研究

本文建立了空调轿车室内空气流动及其与车身耦合传热的数学模型，采用浮力修正的ｋ－ε方程和粗造壁面的对数壁面函数法则结合的方法描述车室内空气紊流运动，通过对非正交坐标下节点离散方程的耦合关系分析求解，对多种车型轿车室内热微环境进行了数值计算与环境模拟试验，利用试验结果验证了理论模型的可靠性。     

Pressure drop and heat transfer of catalyzed diesel particulate filters due to changes in soot loading and flow rate

When soot particles are loaded in a diesel particulate filter, it causes increase in back pressure of the exhaust system. To minimize this pressure drop due to DPF, the filter needs to be regenerated after a certain amount of soot has been accumulated. It is crucial to estimate the correct amount of soot that has been accumulated by measuring the differential pressure. It is also important to understand changes in pressure drop due to flow rate variations of the exhaust gas, since the pressure drop would be influenced by the exhaust flow rate as well as the amount of soot. Furthermore, the heat transfer characteristics of the catalyzed diesel particulate filter (CDPF) are another major issue, as the filter is occasionally exposed to high temperature gas. This study presents the characteristics of pressure drop according to the variation of soot loading and the mass flow rate in CDPF. In addition, heat transfer characteristics in the filter was investigated when a high temperature gas flows into the CDPF. Tests were performed in several CDPF samples having varying amounts of catalyst coating. Experimental results indicate that rig-based experiments are useful in understanding the characteristics of pressure drop in the CDPF. In the cake filtration region, a pressure drop has a proportional relationship according to soot loading and mass flow rate. It was found that an increased catalyst coating may lead to enhanced convective heat transfer.     

载人车室内部空气流场温度场的数值模拟

本文通过人体热特性分析，讨论了人体热边界条件的确定，在载人车室内部空气流动数值计算的基础上，对人体的热边界条件的选取进行了研究探讨，在此基础上建立了数字式暖体假人模型，为汽车空调热舒适性研究提供分析工具。     

基于模糊理论的沥青路面热风加热多参数优化

为了优化就地热再生热风加热参数，提高热风加热沥青路面的加热效果，基于有限元方法，建立了热风加热装置加热沥青路面的模型，模拟计算了热风加热沥青路面的过程，通过试验验证了仿真模型及参数设置的正确性。采用正交试验设计方法研究了热风温度、热风速度、出风孔离地高度对加热效果的影响。提出了基于模糊理论的热风加热效果评价方法，引入综合模糊评价指标代替沥青路面温度场、对流换热系数和加热过程中的能量利用率等单一评价指标对沥青路面加热效果进行评价，采用独立性权系数法确定了各指标的权重系数，仿真分析验证了综合模糊指标评价方法的有效性。结果表明：在加热装置的设计参数范围内，热风温度对沥青路面表面温度及分布均匀性影响最大，热风速度对换热系数影响最大，出风孔离地高度对能量利用率影响最大。以沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率等单一指标为优化目标获得的最佳加热参数组合，仅能保证各自指标最优，但其他指标较差；以综合模糊评价指标E_CFI为优化目标得到的最佳热风加热参数组合，可以同时获得较好的沥青路面温度场、对流换热系数和能量利用率。研究方法和结论为沥青路面热风加热参数的选择和加热效果的评价提供了一种有效可行的途径。     

基于流固耦合模型的负压式EGR阀传热研究

采用CFD方法,建立了由阀体和阀体内的流体组成的负压式EGR阀的流固耦合传热仿真模型,进行了流体与固体之间的共轭传热仿真。仿真及试验结果表明,在上阀体设计冷却水道,有助于改善阀体的换热状况,能很好地满足安装在上阀体的密封环以及其他附件工作温度要求。     

柴油机催化型颗粒捕集器建模与模拟

利用仿真软件创建了柴油机催化型颗粒捕集器的三维模型,包括了压降子模型、再生反应子模型及其相关反应动力学。对该模型的初始条件、边界条件等进行设定,模拟实验条件进行了颗粒捕集器的仿真,同时验证了该模型的准确性。结果表明,该模型的NO转化率误差最大为7％,压降误差不超过10％。仿真数据与实验数对比误差较小,能够较为准确的表现实验结果。     

基于CFD技术的暖风芯体结构设计与优化分析

某在研改款商用车空调箱暖风芯体单体换热性能较差,根据对标件初步优化后发现其换热性能更差,因此进行CFD定性仿真分析。通过流体分析研究发现基础模型芯体内部各扁管流量分配不均,初步优化后扁管流量分配更加不均匀,极大地降低了其换热性能,与试验反馈结果一致。根据流场仿真结果对其水室结构逐步优化,使得扁管流量分配比例的标准差值各工况下均提升了44%以上且芯体内流阻降低了约一倍。最终通过试验验证,单芯体的换热性能提高了3%-8%,满足了设计要求。