发动机底护板对整车流场及发动机舱散热特性的影响研究

发布时间：2021-10-12 19:37

　　发动机底护板是根据不同车型的特点设计的位于发动机底部的防护装置,其对于汽车而言是一个十分重要的部件。首先,发动机底护板对汽车的行驶安全有着很重要的意义,其保护作用可以延长发动机的使用寿命,减小汽车事故发生的概率;其次,发动机底护板为重要的底盘气动组件,可以显著减小汽车的气动阻力。然而,随着汽车功能的日益增加以及人们对汽车性能的要求不断提高,发动机舱的散热问题成为了汽车研发中的一个巨大挑战,合理的发动机底护板结构参数对于发动机舱的散热影响较大。因此,需要研究发动机底护板设计时的最优参数。首先根据计算流体力学的相关理论选用了适合汽车内外流场分析的成熟数学模型及其求解方法,然后根据CFD商业软件分析的步骤,建立了包含汽车车身、底盘以及发动机舱内部结构的三维模型并划分网格,对散热器、中冷器等散热模块及风扇等区域进行特殊处理,设置合理的边界条件及求解参数,实现三维计算模型在商业软件中的建立。此外,在AMEsim平台搭建了能够与三维计算结果联系的发动机冷却系统一维仿真模型,实现发动机舱散热特性的一维/三维联合仿真。基于所建模型首先分析了发动机底护板对整车空气动力学特性的影响,发现其可以明显改善发动... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外汽车内外流场及发动机舱散热研究现状
        1.2.2 国内汽车内外流场及发动机舱散热研究现状
        1.2.3 发动机底护板的研究存在的问题
    1.3 研究内容与研究方法
第2章 流体流动的基本理论
    2.1 流体流动及传热基本方程
        2.1.1 质量守恒方程
        2.1.2 动量方程
        2.1.3 能量方程
    2.2 湍流与湍流模型
        2.2.1 湍流
        2.2.2 雷诺时均法
        2.2.3 湍流模型
        2.2.4 近壁区处理
    2.3 数值计算方法
        2.3.1 离散方法介绍
        2.3.2 有限体积法离散格式
        2.3.3 求解算法
    2.4 数值模拟流程
    2.5 本章小结
第3章 一维/三维联合仿真模型建立
    3.1 三维几何模型
        3.1.1 几何模型
        3.1.2 计算域
    3.2 三维模型网格划分
        3.2.1 面网格及体网格的生成
        3.2.2 网格独立性验证
    3.3 三维仿真边界条件
        3.3.1 外流场边界条件
        3.3.2 内流场边界条件
        3.3.3 温度场边界条件及求解参数设置
    3.4 发动机冷却系统简介
    3.5 一维仿真计算流程
    3.6 冷却系统一维仿真模型
        3.6.1 仿真模型及模块介绍
        3.6.2 仿真参数
    3.7 本章小结
第4章 整车流场及发动机舱散热特性研究
    4.1 发动机底护板对整车气动特性的影响研究
    4.2 高速工况下发动机舱散热特性研究
        4.2.1 高速工况发动机舱温度场计算
        4.2.2 高速工况发动机冷却系统计算
    4.3 怠速工况下发动机舱内流场及其散热特性研究
        4.3.1 怠速工况发动机舱内流场计算
        4.3.2 怠速工况发动机舱散热特性计算
    4.4 低速爬坡工况下发动机舱内流场及其散热特性研究
        4.4.1 低速爬坡工况发动机舱内流场计算
        4.4.2 低速爬坡工况发动机舱散热特性计算
    4.5 三种工况的对比分析
    4.6 本章小结
第5章 发动机底护板参数对发动机舱散热特性的影响研究
    5.1 发动机底护板折边的影响
    5.2 发动机底护板加强筋的影响
        5.2.1 加强筋横向布置和纵向布置的影响
        5.2.2 横向加强筋高度的影响
    5.3 发动机底护板开口形式的影响
        5.3.1 不同开口形式的影响
        5.3.2 弧形开口结构的改进
    5.4 发动机底护板开口位置的影响
        5.4.1 斜板开口的影响
        5.4.2 前部开口的影响
        5.4.3 中部及两侧开口的影响
        5.4.4 开口位置的综合分析
    5.5 本章小结
第6章 结论
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与论文相关的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车底部护板对风阻系数的影响研究[J]. 陈魁,刘小杰,陈雷.  汽车科技. 2016(06)
[2]整车前地板位置底部护板设计[J]. 常原,贺斌,陈丽华,赫连青军.  汽车零部件. 2016(02)
[3]发动机底护板热性能评估及优化[J]. 武亚娇,陈鸿明,孔圆.  汽车工程学报. 2014(06)
[4]基于CAE分析的某车型发动机舱内饰优化设计[J]. 马天航,曹俊杰,纪荣荣,彭振明,宋煜,陈君,金爱君.  汽车工程师. 2014(01)
[5]汽车外流场典型湍流模型比较研究(英文)[J]. 何忆斌,谷正气,李伟平,刘永超.  系统仿真学报. 2012(02)
[6]运用一维/三维联合仿真的汽车热管理分析[J]. 梁小波,袁侠义,谷正气,杨易,袁志群.  汽车工程. 2010(09)
[7]基于AMESim的发动机冷却系统的仿真分析[J]. 仲韵,顾宁,梁乐华,齐斌.  交通节能与环保. 2008(01)
[8]加装发动机底护板的实用性探讨[J]. 王浩,张宏阁.  汽车维修. 2007(10)
[9]多参考坐标系法和滑移网格法在汽车前端进气数值模拟中的比较[J]. 何炜,马静,王东,杨志刚.  计算机辅助工程. 2007(03)
[10]大型载货车气动阻力计算与流场分析[J]. 刘传超,张彬乾,孙静,李杰,郭友利,蒋光福.  汽车科技. 2005(04)

博士论文
[1]基于双场耦合的反置发动机舱内流场强化散热研究[D]. 刘水长.华南理工大学 2016
[2]基于仿真与试验的汽车风洞修正研究[D]. 张英朝.吉林大学 2010

硕士论文
[1]汽车发动机舱热管理研究与改进[D]. 袁侠义.湖南大学 2010



本文编号：3433179