侧置式重型柴油机中冷器和散热器布置形式对冷却性能的影响

以侧置式重型柴油发动机舱内的冷却模块(中冷器和散热器)为研究对象,建立了发动机舱及冷却模块的内部三维流动与传热的数值仿真模型。通过舱内冷却空气流动与冷却模块的传热耦合仿真分析,研究了中冷器和散热器在前后布置与上下布置两种形式下的散热性能。结果表明:与中冷器和散热器的前后布置形式相比,采用上下布置形式时,散热器冷却液出口温度基本不变,中冷器热侧出口温度降低了24%。中冷器和散热器上下布置形式有利于进一步降低发动机热负荷,减小发动机冷却模块尺寸,节约材料,优化发动机舱空间布局。     

某轻卡中冷系统仿真分析及优化设计

结合某轻型卡车的开发,运用一维热流体仿真软件Flowmaster对中冷系统性能进行了仿真分析,采用调整中冷器布置位置、优化中冷器结构、加大风扇等方案对系统性能进行优化,最后通过整车热平衡试验对优化方案进行了验证。结果表明优化方案满足中冷系统的性能要求,与仿真结果相比最大偏差约为5%。通过本文的探索,得到了一种经济便捷的中冷性能前期性能评估方法。     

CFD技术在中冷器气室结构优化上的应用

以空冷式中冷器为研究对象,针对中冷器气室的内腔和内部加强筋做参数几何建模,运用CFD技术对几何模型进行内部流场的三维仿真模拟,计算中冷器内部的流动阻力损失和中冷器芯体里每一根扁管的流量,进而得到了整个中冷器的压力损失和流动平衡性.研究结果表明:中冷器气室内部加强筋无论如何布置都会对流体的流动起到阻碍作用,进而提高流动阻...     

某SUV前端模块布置选型分析与研究

某SUV在热平衡试验中,中冷散热器出气温度超标。经排查,现有前端模块布置型式为"三明治"结构,即冷凝器—中冷散热器—散热器。由于中冷散热器布置在冷凝器后,受冷凝器出风温度高的影响,中冷出气温度难以保证。优化方案通过调整前端模块布置型式,然后使用一维和三维软件联合仿真,验证优化方案可使中冷出气温度降低。     

整车热管理的一维与三维耦合仿真

同时建立了三维整车热管理数值模型和发动机及其冷却系统的一维数值模型.发动机舱内流场及其换热特性三维仿真获得的对流换热系数和换热量,可用来在发动机及其冷却系统的一维仿真中算出冷却系各部件的温度;这些又可作为三维仿真的边界条件,去更新发动机舱的热流特性.如此反复迭代直至收敛.这样的一维和三维耦合仿真分析,为样机制造前整车热管理的仿真提供了一种有效的方法.     

发动机本体传热的一维CFD仿真北大核心

利用Pro/E软件建立了缸套、缸盖和缸体三维模型,并抽取得到了冷却水腔模型。利用GT-Suite中GEM3D模块实现三维模型向管路、流动部件和热质量一维模型转换,通过台架试验数据验证了模型的准确性。对标定工况下发动机本体传热量、温度分布以及冷却液入口流量、发动机转速和负荷对传热性能的敏感性进行了分析,仿真结果为发动机本体传热控制及优化提供了理论依据。     

基于沸腾模型的汽油机缸盖温度场仿真

为提高缸盖温度场的仿真预测精度,合理运用沸腾换热的高效换热能力,利用矩形通道内沸腾传热试验台架研究了铸铝加热块、50%乙二醇水溶液在不同流速、入口温度和系统压力下的沸腾换热特性,并对现有渐进模型进行修正,建立适用于发动机缸盖材料及冷却液的沸腾传热模型。将修正后的沸腾传热模型嵌入STAR-CCM+软件进行仿真验证,结果表明,仿真所得壁面热流密度与试验结果的误差均小于5%。利用该模型建立缸体缸盖固体导热及冷却水腔沸腾换热耦合传热系统,仿真和试验结果表明:沸腾传热可有效提高缸盖与冷却液间的传热效率,该沸腾传热模型能更准确地预测缸盖温度分布。     

车辆主动悬架用电磁作动器温度场的有限元仿真分析

利用异步感应电机工作原理,设计了一种新型车辆主动悬架用电磁直线作动器。建立了该作动器的有限元仿真模型,并对其电磁力和温度场进行了有限元仿真分析,得出作动器内部的温度场分布规律:作动器在产生大电磁力的同时,内部温度上升明显,初级绕组处的温升最快,初级铁芯越接近次级温升越快。对加工后的电磁作动器样机模型进行了堵转情况下的电磁力和温度试验测试,所得结果与仿真结果基本一致。     

某商用车中冷器冷却性能提升研究

针对某商用车提升中冷器冷却性能进行发动机舱内流场改善研究,应用FLUENT 软件对发动机舱进行温度场和流场分析,提出优化改进方案,同时在试验室进行方案的整车热管理验证试验。分析与试验结果表明: 通过增加中冷器前端导流板,可有效提升格栅出口冷却流量的利用效率,在在爬坡工况下提升流经中冷器风量90%,中冷器温升下降8． 2 ℃,进气中冷后温度降低至71 ℃。     

Thermal Model for Square Lithium-ion Battery Pack

首先通过最小二乘法对方形锂离子电池组中单体电池的比热容、流道材料的导热系数和自然冷却条件下的综合换热系数进行了估计;然后根据热边界层理论确定了强制冷却条件下电池冷却流道表面局部综合换热系数的计算式;最后根据电池组的结构特点和冷却方式,建立了电池组的一维瞬态传热模型.该模型能根据电池组当前的环境温度、运行负荷、冷却强度和初始荷电状态实时预测电池组中各单体电池的运行温度.在Arbin试验台架上测量了144V/8A·h方形锂离子电池组在不同运行工况下单体电池的温度分布,并与模型仿真结果进行了对比,结果表明模型仿真的最大误差不超过1℃,满足混合动力系统性能仿真和电池组管理策略优化的精度要求.     

基于GT-Suite的重型载货车冷却系统仿真及匹配设计

基于GT-Suite软件建立了某重型载货车发动机冷却系统的一维-准三维混合仿真模型,通过对发动机极限工况下出水温度、出水流量等计算结果与试验值对比分析,验证了仿真模型的准确性。最后在此模型基础上对发动机冷却系统进行风扇选型匹配,实现了满足整车冷却性能要求的前提下,减小了其消耗功率,从而提高了整车经济性。     

复合混流式中冷器性能研究

为了解决车用空-空中冷器内部气体流动均匀性差的问题,提出了复合混流式中冷器的概念.基于计算流体力学(C FD)方法和试验方法,对基准模型中冷器和复合混流式中冷器的性能进行对比分析.结果表明:在相同的工况条件下,将基准模型中冷器更换为优化结构中冷器,发动机的功率将增加1.54 kW.     

基于GT-Power的天然气发动机动力性能恢复研究

利用GT-Power软件建立了4缸火花点火天然气发动机的一维仿真模型,并与试验结果进行了对比,仿真与试验结果一致性较好,证明了模型的准确性。在此基础上为天然气发动机匹配了涡轮增压及中冷系统,计算结果显示,增压后天然气发动机的动力性能明显提高,最大功率和扭矩较原汽油机分别提高了23%和9%,中低转速的有效燃气消耗率明显下降。进行了点火提前角的优化计算,得出了节气门全开条件下的MBT角—转速—空燃比三维MAP图。     

基于KULI的燃油客车冷却系统匹配优化

本文以12m传统燃油客车为研究对象，依据WP10H400E62发动机冷却需求，开展了中冷器、散热器和电子风扇等主要零部件选型计算校核研究，并应用基于KULI开发的冷却模型对冷却系统的性能进行仿真验证，希望通过样车发动机冷却液温度的反馈情况来验证仿真模型的可靠性，以便为冷却系统零部件的选型和仿真开发提供参考依据。     

基于一维-三维耦合仿真的进气系统优化方法

提出了基于一维-三维耦合仿真的进气系统优化方法,此方法兼具CFD对进气系统三维流动特性准确描述与一维仿真对内燃机进气系统全局控制的优点。建立了进气歧管三维模型,采用GT-Power软件进行缸内工作过程模型仿真,根据试验数据标定仿真模型。通过一维-三维耦合仿真计算得到进气歧管各转速下的流动参数,以此作为CFD仿真的边界条件,优化进气歧管的结构参数。通过整机试验对进气歧管流动性能进行了验证。试验结果表明,该方法能够较好地指导进气歧管设计。     

基于流固耦合模型的柴油机冷却系统优化设计

采用CFD方法,建立了由机体和缸盖中的水套组成的柴油机冷却系统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.结果表明,机体水套内的流动分布较好,基本满足换热要求;但缸盖水套内的流动分布较差,鼻梁区流速不足0.5m/s,造成缸盖火力面温度偏高.通过增加鼻梁区侧向水道、改进进水口结构等措施,使鼻梁区流速提高到1m/s以上,改善了缸盖的换热状况.     

排气净化消声器声学性能数值仿真方法的研究

采用一种一维和三维混合的方法进行排气净化消声器的声学仿真.首先建立一维的发动机模型计算发动机噪声源特性,采用准一维解析方法推导消声器中催化转化器的声学传递矩阵;然后应用三维有限元法计算消声器的四极参数;最后应用声源特性和消声器四极参数计算各工况下的消声器插入损失.某款排气净化消声器插入损失的数值仿真结果与试验数据吻合,验证了该方法的可靠性和准确性.     

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。     

增压柴油机两级中冷方案研究

采用GT-Cool软件建立了某增压中冷柴油机冷却系统的仿真模型,并通过试验数据对模型进行了校核.对不同中冷方案的特点进行了对比分析,得出了两级中冷方案的优势在于以中冷器体积增大为代价来换取散热器体积的减少,从而减小辅助系统功耗.在此基础上针对两级中冷串联方案进行了仿真计算,得到了两级中冷性能随冷却液流量、增压器压比等参...     

计及不均匀发热与温度分布的锂离子单电池电化学-热力学耦合三维有限元模型

为预测锂离子电池的内部温度场,应用多孔电极理论,建立了锂离子电池的一维电化学生热模型,同时考虑正负极集流板和电解液的欧姆热,与基于温度场相似准则建立的锂离子单电池三维分层模型耦合,组成锂离子单电池温度场有限元模型。基于模型进行1倍率恒流放电工况下的热力学计算,系统考察了电池温度变化与分布特征,并对比分析了各层不均匀发热率分布情况。仿真结果表明,所建立模型能较准确地预测锂离子电池内部分层结构发热分布和温度场,有助于后续的关键影响因素分析。