基于CFD技术的汽车中冷器性能分析及结构优化

发布时间：2017-10-10 12:31

  本文关键词：基于CFD技术的汽车中冷器性能分析及结构优化

  更多相关文章： 中冷器 百叶窗翅片 多孔介质 风洞试验 优化设计

【摘要】：随着汽车工业的不断发展和完善,石油能源等非再生资源的日益枯竭、日益严重的污染问题,汽车尾气排放及污染问题备受人们的关注,同时国家严格的汽车尾气排放标准,使得发动机尾气排放性能成为汽车设计的一个极为关键指标。增压中冷系统不但能够提高汽车发动机的输出功率,而且能够降低污染,对改善发动机性能有着较为重要的意义。由于中冷器的翅片数目庞大,目前计算机性能达不到网格划分的能力,需对中冷器芯体进行多孔介质模型处理。同时因为汽车中冷器内流场较为复杂,这使得试验研究受到了一定的局限性。因此本文利用三维CFD模拟软件,对某型汽车中冷器局部百叶窗翅片进行温度场和压力场分析,获取分析整体所需的多孔介质模型所需的粘性阻力系数和惯性阻力系数,进而对其整体进行流体分析,得到中冷器局部换热单元及整体内流场流动情况,获取中冷器出口温度和进出口压降。将其与企业风洞实验数据相比较,验证CFD-多孔介质理论的可行性。最后,在百叶窗其他参数不变的基础上,调整其开窗角度、间距及其厚度,在6种不同工况下进行模拟仿真,通过对比换热系数、进出口压降及其综合评价因子,得到性能较优的参数组合,优化模型其换热系数较高,进出口压降低,综合换热性能优于原模型。这为中冷器的优化提供了设计参考。
【关键词】：中冷器 百叶窗翅片 多孔介质 风洞试验 优化设计
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.135.8
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第1章 绪论7-14
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-12
• 1.2.1 国外研究现状8-10
• 1.2.2 国内研究现状10-12
• 1.3 本文的研究内容12-14
• 第2章 汽车中冷器的CFD方法选择及数值模型建立14-29
• 2.1 流体动力学基本控制方程14-17
• 2.1.1 质量守恒方程14-15
• 2.1.2 动量守恒方程15-16
• 2.1.3 能量守恒方程16-17
• 2.2 求解方法及模型的建立17-20
• 2.2.1 研究基本假设17
• 2.2.2 有限容积法17-18
• 2.2.3 SIMPLE算法18
• 2.2.4 湍流模型18-19
• 2.2.5 多孔介质模型19-20
• 2.3 计算模型的建立20-22
• 2.4 网格划分22-25
• 2.4.1 中冷器芯体网格划分23-24
• 2.4.2 局部百叶窗翅片网格划分24-25
• 2.5 边界条件的选择25-28
• 2.5.1 入口边界条件27
• 2.5.2 出口边界条件27
• 2.5.3 壁面边界条件27
• 2.5.4 周期边界条件27
• 2.5.5 对称边界条件27-28
• 2.5.6 中冷器芯体的处理28
• 2.6 本章小节28-29
• 第3章 管带式汽车中冷器CFD仿真计算29-39
• 3.1 中冷器局部换热单元的数值模拟29-34
• 3.2 中冷器整体仿真分析（多孔介质代替散热带）34-36
• 3.3 仿真结果处理36-38
• 3.4 本章小节38-39
• 第4章 汽车中冷器风洞试验39-44
• 4.1 试验对象39
• 4.2 风洞试验原理39-41
• 4.3 试验目的41
• 4.4 试验条件41-42
• 4.5 试验数据处理及数值模拟验证分析42-43
• 4.6 本章小节43-44
• 第5章 百叶窗翅片参数优化及对流动换热性能影响44-64
• 5.1 不同开窗角度对中冷器性能的影响44-49
• 5.1.1 传热特性分析44-47
• 5.1.2 流阻特性分析47-49
• 5.1.3 综合性能分析49
• 5.2 不同百叶窗间距对中冷器性能的影响49-55
• 5.2.1 传热特性分析50-52
• 5.2.2 流阻特性分析52-55
• 5.2.3 综合性能分析55
• 5.3 不同翅片厚度对中冷器性能的影响55-60
• 5.3.1 传热特性分析56-58
• 5.3.2 流阻特性分析58-60
• 5.3.3 综合性能分析60
• 5.4 优化模型仿真对比分析60-63
• 5.4.1 传热特性分析61-62
• 5.4.2 流阻特性分析62-63
• 5.5 本章小节63-64
• 第6章 全文总结与展望64-66
• 6.1 全文总结64-65
• 6.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 附录70-71

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本文编号：1006430