车用轴流式冷却风扇的优化设计
发布时间：2020-12-30 16:49
本文主要研究的是车用轴流式冷却风扇,而风扇设计参数中,不同半径处弦长扭角分布以及前掠角对风扇气动性能影响较大。本文运用成熟的优化算法对风扇设计参数进行了优化,并对优化结果与实验结果相对比验证,分析了具体设计参数对风扇气动性能的影响。将风力机经典叶素-动量理论应用于车用轴流式冷却风扇,建立了冷却风扇几何参数、风扇转速与风量-扭矩的关系理论模型。该模型根据冷却风扇与风力机能量转换的差异,对经典叶素-动量在叶素载荷方向,出入口边界条件等方面进行了修正。实现叶素-动量理论在风扇风量、扭矩理论计算上面的应用。随后,基于实验测量和理论计算的方法对风扇风量、扭矩理论计算模型进行了验证。结果表明,风扇风量、扭矩的理论计算方法不仅能够反映风量、扭矩随风扇转速的变化规律,且具备较高的计算精度。在本文研究的模型中,风量理论算法与实验结果的平均误差为3.57%,扭矩理论算法与实验结果的平均误差为1.51%。基于叶素-动量理论对风量扭矩的理论计算公式,利用粒子群算法的优化,在特定转速下达到目标风量时,以扭矩为目标函数,实现扭矩最小,对冷却风扇弦长、扭角的分布进行优化,得出了优化后的弦长扭角在不同半径处的分布。建...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冷却风扇风扇几何模型
图 3.3 优化流程图Fig.3.3 Optimization flowchart却风扇弦长-扭角的优化结果 优化结果表 3.1 弦长及扭角分布Table 3.1 Distribution of chord length and Twist angle半径(mm) 翼型弦长(mm) 翼型扭角（°）60 44.9 41.682.3 56.8 39.7104.5 58 34.1126.8 47.8 30.8149 41.7 27.9
图 4.1 冷却风扇试验件Fig.4.1 Cooling fan for test架实验场的建立参照风扇性能测试实验台（如图 4.2b, 流体仿真区域包括：外界空气区，冷区以及风洞区的结构与实验一致。测试时，块(如图 3c 所示)，风扇罩的长度和宽度为 41口安装，空气通过风扇能进入风洞。
【参考文献】：
期刊论文
[1]发动机冷却风扇性能的优化设计研究[J]. 王天宇,王霄,刘会霞,冯士琳,苏占龙. 机电工程. 2015(06)
[2]发动机环形冷却风扇结构与参数对气动性能影响的研究[J]. 上官文斌,莫伟标,署恒涛,虞宁,贺频艳,竺菲菲. 内燃机工程. 2017(01)
[3]基于典型鸟类翅膀特征的小型轴流风机叶片仿生设计与试验[J]. 廖庚华,胡钦超,杨莹,韩志武,任露泉,刘庆平. 吉林大学学报(工学版). 2012(05)
[4]轿车发动机舱内流动与散热特性数值研究[J]. 肖国权,杨志刚. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2010(06)
[5]掠动叶对微型轴流风扇气动-声学性能的影响研究[J]. 杨爱玲,唐涛,张辉,陈康民. 工程热物理学报. 2009(03)
[6]轮毂比对对旋轴流通风机性能影响的数值研究[J]. 王会社,张仲柱,张永军,赵青松,谭春青,徐建中. 风机技术. 2008(03)
[7]轴流风扇转子叶片优化设计[J]. 李杨,欧阳华,杜朝辉. 上海交通大学学报. 2007(09)
[8]微型轴流风扇扭叶片设计及其气动分析[J]. 王企鲲,叶舟,陈康民. 上海理工大学学报. 2007(03)
[9]环形风扇的选型及在发动机上的布置设计要点——中重型商用车冷却系统[J]. 张仁新. 柴油机设计与制造. 2005(02)
[10]风扇前缘曲线前掠程度对风扇性能的影响[J]. 周敏,王如根. 空军工程大学学报(自然科学版). 2005(01)
硕士论文
[1]装载机冷却风扇变环量设计与流场不均匀性研究[D]. 陈彬彬.吉林大学 2015
[2]发动机冷却风扇气动性能的CFD分析与仿真流程优化[D]. 万星荣.华南理工大学 2013
[3]发动机冷却风扇叶片参数的研究和优化[D]. 唐钊.华南理工大学 2012
[4]发动机冷却风扇性能计算方法的研究[D]. 吴敏.华南理工大学 2010
[5]汽车发动机冷却风扇气动性能和声学性能研究[D]. 唐永伟.吉林大学 2007
本文编号：2947973
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冷却风扇风扇几何模型
图 3.3 优化流程图Fig.3.3 Optimization flowchart却风扇弦长-扭角的优化结果 优化结果表 3.1 弦长及扭角分布Table 3.1 Distribution of chord length and Twist angle半径(mm) 翼型弦长(mm) 翼型扭角（°）60 44.9 41.682.3 56.8 39.7104.5 58 34.1126.8 47.8 30.8149 41.7 27.9
图 4.1 冷却风扇试验件Fig.4.1 Cooling fan for test架实验场的建立参照风扇性能测试实验台（如图 4.2b, 流体仿真区域包括：外界空气区，冷区以及风洞区的结构与实验一致。测试时，块(如图 3c 所示)，风扇罩的长度和宽度为 41口安装，空气通过风扇能进入风洞。
【参考文献】：
期刊论文
[1]发动机冷却风扇性能的优化设计研究[J]. 王天宇,王霄,刘会霞,冯士琳,苏占龙. 机电工程. 2015(06)
[2]发动机环形冷却风扇结构与参数对气动性能影响的研究[J]. 上官文斌,莫伟标,署恒涛,虞宁,贺频艳,竺菲菲. 内燃机工程. 2017(01)
[3]基于典型鸟类翅膀特征的小型轴流风机叶片仿生设计与试验[J]. 廖庚华,胡钦超,杨莹,韩志武,任露泉,刘庆平. 吉林大学学报(工学版). 2012(05)
[4]轿车发动机舱内流动与散热特性数值研究[J]. 肖国权,杨志刚. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2010(06)
[5]掠动叶对微型轴流风扇气动-声学性能的影响研究[J]. 杨爱玲,唐涛,张辉,陈康民. 工程热物理学报. 2009(03)
[6]轮毂比对对旋轴流通风机性能影响的数值研究[J]. 王会社,张仲柱,张永军,赵青松,谭春青,徐建中. 风机技术. 2008(03)
[7]轴流风扇转子叶片优化设计[J]. 李杨,欧阳华,杜朝辉. 上海交通大学学报. 2007(09)
[8]微型轴流风扇扭叶片设计及其气动分析[J]. 王企鲲,叶舟,陈康民. 上海理工大学学报. 2007(03)
[9]环形风扇的选型及在发动机上的布置设计要点——中重型商用车冷却系统[J]. 张仁新. 柴油机设计与制造. 2005(02)
[10]风扇前缘曲线前掠程度对风扇性能的影响[J]. 周敏,王如根. 空军工程大学学报(自然科学版). 2005(01)
硕士论文
[1]装载机冷却风扇变环量设计与流场不均匀性研究[D]. 陈彬彬.吉林大学 2015
[2]发动机冷却风扇气动性能的CFD分析与仿真流程优化[D]. 万星荣.华南理工大学 2013
[3]发动机冷却风扇叶片参数的研究和优化[D]. 唐钊.华南理工大学 2012
[4]发动机冷却风扇性能计算方法的研究[D]. 吴敏.华南理工大学 2010
[5]汽车发动机冷却风扇气动性能和声学性能研究[D]. 唐永伟.吉林大学 2007
本文编号：2947973
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