基于CFD仿真的管片散热器性能模块化研究
发布时间：2022-09-17 14:35
为了满足对工程车辆管片散热器散热性能的定量化计算研究,选择一种合适的方程形式尤为重要。工程上普遍采用研究散热器整个空气流道单元体模型的方式来预测和改善其散热性能,但应用更小的单元体模型预测散热器性能参数的探究非常缺少。通过定量化分析不同热管排数的单元体模块的散热性能关联式,找到了其间的相关关系。针对某工程车辆管片散热器对其单元体空气侧传热及压降情况进行CFD数值分析,并进行相关数据结果验证。结果表明,在速度区间内,空气侧压力损失和换热系数的仿真值和文献中的数值吻合程度较高,两者的平均偏差均在5%以内。根据不同热管排数的单元体模块拆分结构,分析了1～5排热管的传热系数、压力损失和换热因子等性能参数的变化趋势;同时比较了其温度和压力云图的流场分布,研究模块间的性能变化规律;进而采用基于最小二乘法的幂指数型拟合方程对1～5排热管模块进行拟合研究,并进行F显著性检验。结果表明,不同模块间散热性能存在一定的相关性,且温度和压力的周期流场分布在同一位置上的趋势相同;然后拟合的1～5排模块的拟合方程显著性明显,且在10%的误差范围内能够有效预测100%、100%、96.30%、96.30%和88.9...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外散热器性能研究现状
1.2.2 国内散热器性能研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 管片散热器性能仿真研究
2.1 管片散热器模型预处理
2.1.1 物理模型建立
2.1.2 网格划分
2.1.3 相关仿真边界设定
2.2 散热器的数值模拟
2.2.1 控制方程和数值方程
2.2.2 流场算法的选择
2.2.3 网格无关性验证
2.3 仿真结果验证及分析
2.4 本章小结
第3章 散热性能模块化研究及关联式拟合
3.1 散热器单元体模块化分解
3.2 散热模块周期性变化规律研究
3.3 针对该规律的性能参数定量化分析研究
3.3.1 关联式推导流程
3.3.2 正交试验安排及数据处理
3.3.3 方程拟合优度及F显著性检验
3.4 1~5排热管模块的散热性能方程拟合
3.4.1 一排热管换热性能参数关联式拟合
3.4.2 二排热管换热性能参数关联式拟合
3.4.3 三排热管换热性能参数关联式拟合
3.4.4 四排热管换热性能参数关联式拟合
3.4.5 五排热管换热性能参数关联式拟合
3.5 本章小结
第4章 模块化研究的数值关联性分析
4.1 传热因子j幂指数关联式指数关系分析
4.1.1 传热因子j关联式常数C参数拟合
4.1.2 传热因子j关联式Re参数拟合
4.1.3 传热因子j关联式Fh/De参数拟合
4.1.4 传热因子j关联式Ld/De参数拟合
4.1.5 传热因子j关联式δ/De参数拟合
4.2 摩擦因子f幂指数关联式幂指数关系分析
4.2.1 摩擦因子f关联式常数C参数拟合
4.2.2 摩擦因子f关联式Re参数拟合
4.2.3 摩擦因子f关联式Fh/De参数拟合
4.2.4 摩擦因子f关联式Ld/De参数拟合
4.2.5 摩擦因子f关联式δ/De参数拟合
4.3 散热性能模块化方程应用与对比
4.3.1 散热器模块化性能预测方程推导
4.3.2 一排热管性能应用与对比
4.3.3 二排热管性能应用与对比
4.3.4 三排热管性能应用与对比
4.3.5 四排热管性能应用与对比
4.3.6 五排热管性能应用与对比
4.3.7 与出版文献的对比分析
4.4 六排热管传热性能参数预测及验证
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
企业导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]锯齿形涡发生器在车用散热器中的应用研究[J]. 刘亚东,刘佳鑫,王宝中,蒋炎坤. 车用发动机. 2019(02)
[2]工程车辆翼型管散热器冷侧翅片信噪比分析[J]. 王宝中,冯少聪,刘佳鑫,蒋炎坤. 工程热物理学报. 2018(08)
[3]石墨烯纳米冷却液在汽车散热器中冷却性能的实验[J]. 杨旭,田宇,邓伟. 装备制造技术. 2018(06)
[4]基于热成像技术的车用散热器性能模型研究[J]. 刘佳鑫,王宝中,龙海洋,张硕,楚京,沈长乐. 武汉理工大学学报. 2017(12)
[5]纳米流体在散热器管中的传热模拟[J]. 周晓蓉,王毅,黄豪中. 广西大学学报(自然科学版). 2017(06)
[6]热交换器层流区流动数值传热研究[J]. 李晋,刘纪尧. 设备管理与维修. 2017(06)
[7]工程车辆翼型热管式散热器性能研究[J]. 刘佳鑫,秦四成,蒋炎坤,何书默. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[8]基于CFD与ε-NTU法的工程车辆散热性能预估[J]. 刘佳鑫,蒋炎坤,秦四成,刘成强. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(08)
[9]板翅式换热器换热效能三元线性回归模型及其系数辨识[J]. 董素君,王凯,高红霞,王浚. 航空学报. 2012(09)
[10]管带式汽车散热器传热与阻力预测模型的建立[J]. 朱文英,田子龙,张永栋. 现代商贸工业. 2012(05)
博士论文
[1]工程机械传动系统热特性研究[D]. 王振宝.吉林大学 2017
[2]基于试验的汽车管带式散热器传热与流阻建模及其优化设计研究[D]. 叶斌.合肥工业大学 2014
[3]工程机械散热模块传热性能研究[D]. 刘佳鑫.吉林大学 2013
[4]ZL50型装载机动力舱空气流动与换热分析[D]. 王飞.吉林大学 2010
[5]车辆冷却系统空气侧特性研究[D]. 董军启.上海交通大学 2008
[6]锯齿型错列翅片冷却器的传热、阻力及工艺特性的研究[D]. 郭丽华.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]工程车辆新型板式散热器散热特性分析[D]. 薛耀.吉林大学 2019
[2]航空翼型下的工程车辆冷却性能强化研究[D]. 冯少聪.华北理工大学 2018
[3]工程车辆新型复合式机油散热器工作性能研究[D]. 张民.吉林大学 2017
[4]工程机械双流程散热器散热特性分析[D]. 李宇.吉林大学 2016
[5]百叶窗翅片散热器性能试验与数值模拟研究[D]. 向高.华中科技大学 2016
[6]车载变压器散热器空气侧传热和流动特性的数值研究[D]. 刘园园.河北工业大学 2012
[7]工程车辆波纹翅片散热器特性分析与应用研究[D]. 徐振元.吉林大学 2012
本文编号：3679413
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外散热器性能研究现状
1.2.2 国内散热器性能研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 管片散热器性能仿真研究
2.1 管片散热器模型预处理
2.1.1 物理模型建立
2.1.2 网格划分
2.1.3 相关仿真边界设定
2.2 散热器的数值模拟
2.2.1 控制方程和数值方程
2.2.2 流场算法的选择
2.2.3 网格无关性验证
2.3 仿真结果验证及分析
2.4 本章小结
第3章 散热性能模块化研究及关联式拟合
3.1 散热器单元体模块化分解
3.2 散热模块周期性变化规律研究
3.3 针对该规律的性能参数定量化分析研究
3.3.1 关联式推导流程
3.3.2 正交试验安排及数据处理
3.3.3 方程拟合优度及F显著性检验
3.4 1~5排热管模块的散热性能方程拟合
3.4.1 一排热管换热性能参数关联式拟合
3.4.2 二排热管换热性能参数关联式拟合
3.4.3 三排热管换热性能参数关联式拟合
3.4.4 四排热管换热性能参数关联式拟合
3.4.5 五排热管换热性能参数关联式拟合
3.5 本章小结
第4章 模块化研究的数值关联性分析
4.1 传热因子j幂指数关联式指数关系分析
4.1.1 传热因子j关联式常数C参数拟合
4.1.2 传热因子j关联式Re参数拟合
4.1.3 传热因子j关联式Fh/De参数拟合
4.1.4 传热因子j关联式Ld/De参数拟合
4.1.5 传热因子j关联式δ/De参数拟合
4.2 摩擦因子f幂指数关联式幂指数关系分析
4.2.1 摩擦因子f关联式常数C参数拟合
4.2.2 摩擦因子f关联式Re参数拟合
4.2.3 摩擦因子f关联式Fh/De参数拟合
4.2.4 摩擦因子f关联式Ld/De参数拟合
4.2.5 摩擦因子f关联式δ/De参数拟合
4.3 散热性能模块化方程应用与对比
4.3.1 散热器模块化性能预测方程推导
4.3.2 一排热管性能应用与对比
4.3.3 二排热管性能应用与对比
4.3.4 三排热管性能应用与对比
4.3.5 四排热管性能应用与对比
4.3.6 五排热管性能应用与对比
4.3.7 与出版文献的对比分析
4.4 六排热管传热性能参数预测及验证
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
企业导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]锯齿形涡发生器在车用散热器中的应用研究[J]. 刘亚东,刘佳鑫,王宝中,蒋炎坤. 车用发动机. 2019(02)
[2]工程车辆翼型管散热器冷侧翅片信噪比分析[J]. 王宝中,冯少聪,刘佳鑫,蒋炎坤. 工程热物理学报. 2018(08)
[3]石墨烯纳米冷却液在汽车散热器中冷却性能的实验[J]. 杨旭,田宇,邓伟. 装备制造技术. 2018(06)
[4]基于热成像技术的车用散热器性能模型研究[J]. 刘佳鑫,王宝中,龙海洋,张硕,楚京,沈长乐. 武汉理工大学学报. 2017(12)
[5]纳米流体在散热器管中的传热模拟[J]. 周晓蓉,王毅,黄豪中. 广西大学学报(自然科学版). 2017(06)
[6]热交换器层流区流动数值传热研究[J]. 李晋,刘纪尧. 设备管理与维修. 2017(06)
[7]工程车辆翼型热管式散热器性能研究[J]. 刘佳鑫,秦四成,蒋炎坤,何书默. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[8]基于CFD与ε-NTU法的工程车辆散热性能预估[J]. 刘佳鑫,蒋炎坤,秦四成,刘成强. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(08)
[9]板翅式换热器换热效能三元线性回归模型及其系数辨识[J]. 董素君,王凯,高红霞,王浚. 航空学报. 2012(09)
[10]管带式汽车散热器传热与阻力预测模型的建立[J]. 朱文英,田子龙,张永栋. 现代商贸工业. 2012(05)
博士论文
[1]工程机械传动系统热特性研究[D]. 王振宝.吉林大学 2017
[2]基于试验的汽车管带式散热器传热与流阻建模及其优化设计研究[D]. 叶斌.合肥工业大学 2014
[3]工程机械散热模块传热性能研究[D]. 刘佳鑫.吉林大学 2013
[4]ZL50型装载机动力舱空气流动与换热分析[D]. 王飞.吉林大学 2010
[5]车辆冷却系统空气侧特性研究[D]. 董军启.上海交通大学 2008
[6]锯齿型错列翅片冷却器的传热、阻力及工艺特性的研究[D]. 郭丽华.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]工程车辆新型板式散热器散热特性分析[D]. 薛耀.吉林大学 2019
[2]航空翼型下的工程车辆冷却性能强化研究[D]. 冯少聪.华北理工大学 2018
[3]工程车辆新型复合式机油散热器工作性能研究[D]. 张民.吉林大学 2017
[4]工程机械双流程散热器散热特性分析[D]. 李宇.吉林大学 2016
[5]百叶窗翅片散热器性能试验与数值模拟研究[D]. 向高.华中科技大学 2016
[6]车载变压器散热器空气侧传热和流动特性的数值研究[D]. 刘园园.河北工业大学 2012
[7]工程车辆波纹翅片散热器特性分析与应用研究[D]. 徐振元.吉林大学 2012
本文编号：3679413
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