车用热交换器的CFD数值模拟研究及结构优化设计

发布时间：2021-03-26 23:16

　　车用热交换器如中冷器、散热器、油冷器等在各类车辆上应用广泛,运用CFD技术对其进行准确地模拟能有效降低所需实验工作、生产成本,并提高研发效率。同时,模拟结果还能对热交换器的结构优化提供指导,具有十分重要的工程意义及经济价值。本文运用多孔介质结合多尺度的方法在CFD软件Fluent上对中冷器、油冷器的整体阻力及换热性能进行了研究。将仿真数据与试验数据作对比,发现仿真结果误差较小,能够很好地预测热交换器整体性能。此外,还通过非线性规划的方法对油冷器的翅片结构进行指定条件的优化。中冷器仿真方面,首先,为提高仿真精度,拟合了相对湿度80%、绝对压力280 k Pa,相对湿度0%、绝对压力101 k Pa两种试验条件下空气物性参数关于温度的方程。利用空气变物性参数模型,对90组局部精细结构模型的仿真数据进行研究,得到了反映中冷器整体压降及换热特性的方程。其次,使用Fluent对中冷器进行仿真并与试验数据对比,发现压降相对误差为1%～12%,换热量误差为4.8%～6.5%。最后,对空气常物性及变物性模型下中冷器的仿真结果进行分析,发现变物性模型的压降与常物性模型几乎一致,而换热量精度却比常物性模型... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

世界主要经济体千人拥车量

第二章热交换器数值模拟理论基础13仅有利于获取正确的结果还能加快收敛速度，本文中主要的边界条件有入口边界条件、出口边界条件及壁面边界条件。图2-1SIMPLE算法步骤2.6.1入口边界条件常用的入口边界条件有：（1）速度入口边界（2）质量流量入口边界

第三章中冷器的数值模拟及实验验证15第三章中冷器的数值模拟及实验验证本章对中冷器密闭循环风洞设备、试验方法与过程、试验结果等进行了描述，还根据实际条件对中冷器进行了模拟，将模拟结果与试验结果进行对比分析以验证模拟方法的准确度，并进一步研究了空气物性参数的变动与否对流动换热的影响。3.1中冷器风洞试验3.1.1试验目的通过设置一系列中冷器冷热侧进口空气的温度、流量、压力、湿度值，得到相应测试条件下不同出口空气的温度、压力值，再根据一定的公式，计算中冷器进出口压降、换热量等数据。中冷器的试验数据极为重要，是验证整体模拟方法正确程度的唯一衡量准则。3.1.2性能测试设备简介试验设备为封闭循环式风洞，见图3-1，其原理简图见图3-2。该设备作为性能测试系统，其机械结构和软件系统均是基于一定标准。从整体和局部的关系来看其分为空气加热子系统、风道管路子系统、风洞子系统、空调子系统、控制子系统等，下面将展开介绍。图3-1性能测试设备


本文编号：3102416