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。     

基于双场耦合的发动机舱内流场散热分析与结构改进

针对汽车发动机舱内由于热量富集和结构拥挤而导致散热困难的问题,提出了双场耦合强化散热原理,并用于指导某款汽车的发动机舱内散热问题的分析与结构改进。首先,基于对流换热场协同理论,论述了发动机舱内高温部件强化散热的空气速度与温度梯度的0°夹角原则,并据此根据自然对流换热下的温度场分布特征,推导了入流空气速度的"辐射状"优化方向;然后,针对某款汽车发动机舱内排气歧管散热不足问题,基于"辐射状"优化方向进行舱内流场散热分析和结构改进研究,确定了"散热器-风扇"导流罩组合的结构改进方案。最终结果表明,排气歧管对流换热系数提高了37.5%,表面平均温度降低了24.4%,周围局部高温消除,解决了舱内散热不足问题。     

轮式装载机热源系统空气场特性分析

为解决某轮式装载机各系统工作液体温度过高的问题,针对装载机热源系统(机罩内部)空气场进行计算机仿真,研究其空气流场和温度场的工作特征,并与试验值进行比较;对机罩部位提出6种改进方案,对比分析后选出最优方案。结果表明:原结构存在流经散热器模块高温空气回流现象,影响系统散热效果;改进后的结构能有效提高冷却空气载热能力,提高各散热器散热效率,防止工作液体温度过高,降低散热器结构尺寸,对于降低能源消耗等具有实际意义。     

基于场协同理论的卡车冷却模块散热性能优化

在传统卡车热管理系统设计中往往将冷凝器布置在轻卡一侧,如今随着散热器性能的换热性能的提高,可以将冷凝器集成在散热器前方,以求降低整车成本与紧凑前舱布置,为优化采用集成冷凝器方案后的冷却模块散热性能,本文采用STAR CCM+软件对某款卡车前舱进行模拟计算,获取了不同前置冷凝器布置位置下的前舱中的速度场与温度场,在此基础上利用场协同理论对其换热效果进行了分析,确定将冷凝器布置在散热器中部为最优布置方案。     

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。     

洗扫车清扫液压系统热平衡研究

针对洗扫车作业过程中液压油温过高造成的液压系统运转不正常的问题,在理论分析的基础上运用AMESim软件建立液压系统的热力学模型,对其热平衡特性进行仿真分析,并依据仿真结果为清扫液压系统匹配合适的散热器。在建立模型的基础上,针对产热和散热部件进行优化分析,为液压部件选型提供参考。仿真结果表明,优化方案合理。     

多开关电源密集排布散热设计与仿真分析

在对单个开关电源散热试验以及微波加热机电源柜的散热设计基础上,进行理论计算分析,建立了相应的三维仿真模型,对多热源流固耦合传热问题进行数值模拟仿真,采用Realizable k-ε湍流模型、标准壁面函数、压力速度耦合的算法进行数值计算,并在风扇旋转域采用稳态条件下的多运动参考系模型进行求解计算,对温度场、速度场以及压力场进行了分析,验证模型的散热特性和结构设计的合理性,为相关设备的设计、模拟、优化及应用提供有价值的数据。     

装甲车辆动力舱空气流动与传热仿真研究

利用Pro/E软件建立了装甲车辆动力舱三维模型,并将其导入到GT-Cool 3D软件中转化为障碍物。利用GT-Cool 3D软件建立散热器和风扇模型并建立动力舱流动区域,然后将三维模型离散得到一维仿真模型。对标定工况下动力舱空气流动和散热器传热进行了分析,并分析了散热器位置高度对动力舱空气流动与传热的影响。结果显示:动力舱内空气流动不均匀,进气百叶窗、散热器、变速箱等部件对空气流动影响较大;散热器冷却散热能力分布不均匀,前两个流程冷却散热效果较好,第3个流程冷却散热效果较差;散热器高度每增加20 mm,流进散热器的空气流量平均增加0.523 m~3/s,平均增幅为7.32%,散热器的散热量平均增加11.43 kW,平均增幅为3.69%。     

动力舱不同出口特征下车辆散热模块性能分析

为了了解车辆散热出口特征对散热器模块传热性能的影响,保证动力舱散热效果,在已有研究的基础上,提出三种出口方案,结合相关资料使用三维软件建立动力舱模型,使用CFD数值方法进行了完整工况下的仿真求解。对仿真结果进行整理和对比后的结果表明:出口数目与散热器性能并非线性相关,就本文研究的车型而言,前置出口方案的散热效果最佳,前置与侧出口联合方案效果最差;虽然增加出口数量可以提高散热性能,但出口数量过多时反而会降低散热器的工作性能,使系统过热。     

一种整车环境散热器性能检测方法及模型

汽车散热器是汽车冷却系统的重要组成部分,使其内部的冷却液和通过其表面的空气进行热交换来降低冷却液温度,防止发动机过热而损坏,文章主要在整车环境条件下研究散热器在不同转速和不同迎面风速时的散热能力大小,并构建冷却液流量、散热器表面风速场及散热器散热系数的整车散热器散热模型。     

轮毂电机角模块系统多物理场耦合作用下的温升及散热分析

为更好地探究轮毂电机角模块系统在运行过程中的多种物理场耦合特性,解决轮毂电机在有限空间中存在的散热难问题,文章基于键合图理论,建立了轮毂电机角模块系统的多物理场耦合模型,并导出数学模型,利用MATLAB/Simulink进行动态仿真,分析了轮毂电机在多物理场耦合作用下的输出转矩和温度特性。仿真结果表明,采用水冷模式对定子绕组的冷却效果明显;对于不同的水道截面尺寸和冷却液流速,轮毂电机呈现出不同的温升特性;相同的电机运行工况和冷却液流量下,增加水道内径可以达到更好的冷却效果。借助有限元分析软件Fluent进行流体仿真,得到的电机温度分布云图和温度变化曲线与上述结论基本一致,验证了耦合模型的实用性和可靠性,为轮毂电机角模块系统的设计和应用提供了理论参考。     

燃料电池发动机水热管理系统的计算及有限元分析

通过对燃料电池水热管理系统的计算,利用有限元分析的方法,对燃料电池发动机的散热器进行了匹配性检测,达到了辅助设计的目的。在分析中,对散热器模型分别建模和计算,总结出热流密度在管束中的分布规律,并结合对管束热流耦合场的建模和计算,得到了散热器的散热效果。     

多轴混合动力特种车辆空气动力学特性分析与改进设计

建立某多轴混合动力特种车辆整车外流场仿真模型,采用计算流体力学方法分析整车外流场特性。根据分析结果对驾驶室进气格栅、驾驶室与货箱之间的上部连接、驾驶室下部进风口三个部位进行优化设计。在优化设计过程中,特别关注提升各车桥分布式驱动电机的散热效果,并根据局部外流场特性确定车桥处的电机风扇朝向布置。结果表明,优化后的整车风阻系数降低了6.4%,各车桥均可通过底盘底部的气流分支进行良好冷却,确保满足驱动电机的散热需求。     

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。     

工程车辆冷却风扇及散热性能的改进分析

为提升动力舱内冷却风扇空气流动状态,改善系统散热性能,结合某款国产压路机,在已有研究的基础上,通过对冷却风扇进行重新设计,得到改进后的动力舱模型。并对其进行数值仿真,分析仿真结果,将改进方案与原始方案进行对比。结果表明:改进后的动力舱在中冷器、液压油散热器所体现出的散热性能优于改进前;但由于受到轮毂比的影响,冷却液散热器的散热性能略低于原始方案,在实际使用中通过安装固定装置对轮毂比进行调整可以得到改善。     

汽车发动机舱散热组件布局仿真优化

鉴于由冷凝器、散热器和冷却风扇组成的汽车散热组件的布置直接影响整车的散热性能,本文中以提升进风量为目标,对某车型的冷凝器、散热器和冷却风扇三者间的距离关系进行优化。首先采用计算流体力学仿真,比较了冷凝器单独前移和冷凝器与散热器一同前移两种方案,发现后一种方案能更好地提升散热组件的进风量。然后采用正交试验方法,对冷凝器、散热器和冷却风扇的间距进行优化,获得散热组件的最佳布置方案。最后实车试验验证结果表明,与原车相比,优化后工况Ⅰ和工况Ⅱ下的散热器进风量分别提高了29.95%和4.54%,改善了整车的散热性能。     

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。     

散热器进出口布置对流阻影响的仿真分析

文章采用STAR-CCM+通用流体仿真程序,基于Realizable k-e湍流模型,完成了某纯电动车双侧散热器在不同流量下流阻特性仿真分析,并通过相应的水阻试验结果验证了仿真方法的可靠性。然后结合实际工况,以冷却液为流动介质,分别完成了散热器双侧与单侧设计在8L/min和10L/min两种流量下的流阻特性分析。结果表明:在相同工况下,双侧进出口设计流阻特性更优,略小10%左右;此外,双侧水室内壁面最大压应力也略小45%;且在一定范围内流量越大,两者差值越大。     

A Study on the Temperature Field of Lithium-ion Battery Pack in an Electric Vehicle and Its Structural Optimization

建立了电动汽车锂离子电池组的三维散热模型.对电动汽车匀速行驶且自然风冷时锂离子电池组的温度场分别进行了仿真和测试,结果表明,两者温度变化趋势基本一致,反映了所建温度场模型的合理性.在此基础上,提出了锂离子电池组散热结构的优化方案并进行了仿真分析,优化后锂离子电池组的散热良好:电池组的最高温度从46℃降至33℃,电池之间的温差在6℃以内.     

商用车发动机舱流场仿真与风罩优化设计

为提升某商用车最大转矩点工况下的散热能力,利用CFD技术对机舱流场特性和冷却性能进行了研究。通过仿真结果与风洞试验对比分析,验证了网格尺寸和模型的可靠性。针对散热器上部和左右侧出现的热风回流现象,在原机标配护风圈的基础上,增添了导流罩,并基于CFD技术结合试验设计对其结构参数进行优化,仿真结果显示,加装导流罩后热风回流量大幅降低,并伴随冷却风量稍有提升。最后进行热平衡道路试验。结果表明:最大转矩工况下,加装导流罩后许用极限环境温度提升3.4℃,验证了导流罩的有效性。