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某型叉车发动机舱热管理分析

发布时间:2017-04-25 10:20

  本文关键词:某型叉车发动机舱热管理分析,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:随着汽车工业技术的不断发展,人们对车辆动力性、经济性以及可靠性要求的不断提高,使得发动机舱内结构布置越来越紧凑,并伴随着发动机功率的不断增大,给发动机舱的散热带来巨大的压力和挑战。随着计算流体动力学和计算机技术的不断发展,使得采用数值模拟手段可以较好模拟发动机舱内的热流场,有效缩短研发周期,降低研发成本,最终形成面向汽车发动机舱热管理的研究方法。本文以某国产叉车为研究背景,首先通过建立的发动机冷却风扇台架试验仿真模型及散热器冷、热侧耦合散热的CFD数值计算模型,验证了发动机舱内部散热元件的性能参数要求;然后建立了发动机舱简化三维几何模型,基于Hypermesh和STAR-CCM+软件得到了高质量的计算网格模型。在发动机额定功率工况下分析了该车型发动机舱的散热特性,给出了机舱内流场温度场分布情况,找出了机舱内部产生热回流、涡流、滞流及局部温度偏高的原因。并针对发动机舱散热特性较差的问题提出了四种改进方案,基于开发周期、研发成本的考虑,确定选用可实施性强、经济有效的封闭散热器与护风圈之间的间隙、添加阻流板、导流板、增开空气出口方案,并对改型车进行相同条件下的机舱散热特性分析。对比分析结果表明:相比原型车,改型车机舱内热回流、涡流、滞留现象得到有效阻断和改善,气流流动更加顺畅、规律;散热器及风扇区域的进风温度明显降低;散热器迎风面质量流量和换热功率都有不同程度的提升,机舱整体散热特性得到改善。
【关键词】:发动机舱 散热特性 数值分析 CFD 结构改进
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH242
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-12
  • 注释表12-13
  • 第一章 绪论13-19
  • 1.1 研究背景及意义13-14
  • 1.2 叉车发动机舱热管理概述14-16
  • 1.2.1 发动机舱散热特性15
  • 1.2.2 发动机冷却系统15-16
  • 1.3 国内外研究现状16-17
  • 1.4 课题研究主要内容17-19
  • 第二章 计算流体动力学与传热学基本理论19-30
  • 2.1 流动与传热控制方程19-21
  • 2.1.1 质量守恒方程19
  • 2.1.2 动量守恒方程19-20
  • 2.1.3 能量守恒方程20-21
  • 2.2 控制方程离散化21-23
  • 2.2.1 离散方法21-22
  • 2.2.2 离散格式22-23
  • 2.3 SIMPLE算法23-24
  • 2.4 湍流模型24-27
  • 2.4.1 湍流控制方程24-25
  • 2.4.2 湍流数值模拟方法25-26
  • 2.4.3 标准k-e 两方程模型26-27
  • 2.5 数值模拟实现方法27-28
  • 2.6 热交换方式28-29
  • 2.6.1 热传导28
  • 2.6.2 热对流28-29
  • 2.6.3 热辐射29
  • 2.7 本章小结29-30
  • 第三章 散热元件性能参数验证30-47
  • 3.1 STAR-CCM+软件应用30-32
  • 3.2 冷却系统原始参数32-33
  • 3.2.1 散热功率32
  • 3.2.2 冷却水循环量32-33
  • 3.2.3 冷却空气流量33
  • 3.3 冷却风扇性能的CFD分析33-38
  • 3.3.1 物理模型的建立33-35
  • 3.3.2 网格划分35-36
  • 3.3.3 模型选择与参数设置36-37
  • 3.3.4 仿真分析结果37-38
  • 3.4 散热器散热性能的CFD分析38-46
  • 3.4.1 计算模型的建立38-40
  • 3.4.2 流动及传热过程假设40
  • 3.4.3 边界条件设置40-43
  • 3.4.4 流体介质物性参数43-44
  • 3.4.5 数值模拟结果44-46
  • 3.5 本章小结46-47
  • 第四章 叉车发动机舱散热特性分析47-63
  • 4.1 几何模型47-48
  • 4.2 网格划分48-50
  • 4.2.1 计算域48
  • 4.2.2 面网格48-49
  • 4.2.3 体网格49-50
  • 4.3 边界条件50-53
  • 4.3.1 仿真工况设置51
  • 4.3.2 空气物性属性51-52
  • 4.3.3 外部边界条件52
  • 4.3.4 内部边界条件52-53
  • 4.4 计算结果分析53-61
  • 4.4.1 X坐标方向截面流场温度场分析54-57
  • 4.4.2 Y坐标方向截面流场温度场分析57-61
  • 4.5 本章小结61-63
  • 第五章 发动机舱结构改进与散热特性对比分析63-77
  • 5.1 发动机舱结构改进方案63-64
  • 5.2 仿真结果对比分析64-76
  • 5.2.1 流场对比分析64-69
  • 5.2.2 温度场对比分析69-74
  • 5.2.3 冷却部件散热性能对比分析74-76
  • 5.3 本章小结76-77
  • 第六章 总结与展望77-79
  • 6.1 总结77-78
  • 6.2 不足与展望78-79
  • 参考文献79-82
  • 致谢82-83
  • 在学期间的研究成果及发表的学术论文83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 陈皓;;乘用车外流场及发动机舱内流动分析[J];装备制造技术;2012年10期

2 殷红敏;;汽车冷却系统计算方法研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年S1期

3 张丽,龚仁武,孙庆宁;现代叉车发展趋势[J];起重运输机械;2001年08期

4 张翠平;495G叉车汽油机冷却水流及风扇的设计[J];太原理工大学学报;2000年02期

5 童正明;陈丹;梁淑君;王亦凡;董万吉;;管带式汽车散热器试验及数值模拟研究[J];汽车技术;2013年10期


  本文关键词:某型叉车发动机舱热管理分析,由笔耕文化传播整理发布。



本文编号:326136

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