卡车发动机机舱散热性能分析

论文摘要

本论文是利用CFD软件对简式汽车设计(北京)有限公司全新开发的卡车发动机舱的散热性能,进行计算机模拟仿真,以检验机舱的设计和布置能否满足散热的要求。单纯的依靠实验来解决发动机机舱的散热问题,难度比较大,费用高,周期长。运用CFD仿真和实验结合得到的信息多,分析问题准确有效,时间短,费用比较低。本论文主要是利用CAD软件建立机舱几何模型,在保证反映发动机舱内空气真实流动特性的前提下,对机舱模型形状进行简化。模型中除了考虑发动机,还考虑了散热器、冷凝器、中冷器、风扇、车轮以及大梁等,保证了有限元模型建立的真实性。运用FLUENT软件对建立好的有限元模型进行仿真求解,把仿真结果与实验结果对比,证明了本仿真研究的可信度,为以后的仿真分析提供了参考依据。通过对发动机机舱仿真结果的分析,得出该机舱散热性能满足设计规定的恶劣工作环境下各工况的工作要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 汽车空气动力学
• 1.2.1 汽车空气动力学的作用及重要性
• 1.2.2 汽车空气动力学的研究方法及内容
• 1.2.3 汽车空气动力学的发展及现状
• 1.3 计算流体力学在汽车上的应用
• 1.3.1 计算流体力学
• 1.3.2 计算流体力学的能力和限制
• 1.3.3 计算流体力学在汽车上的应用
• 1.4 计算流体力学中湍流模型理论研究
• 1.5 计算流体力学中数值仿真的主要方法
• 1.5.1 N-S方程组的近似
• 1.5.2 分区法
• 1.6 传热学
• 1.7 研究内容和方法
• 1.8 本章小结
• 2 有限元分析流程及软件介绍
• 2.1 有限元分析流程
• 2.2 有限元处理软件介绍
• 2.2.1 有限元处理软件简介及应用状况
• 2.2.2 HyperMesh的主要功能
• 2.3 CFD仿真软件介绍
• 2.3.1 CFD概述
• 2.3.2 CFD的应用领域
• 2.3.3 FLUENT的功能及特点
• 2.4 本章小结
• 3 数学模型建立
• 3.1 数学模型的建立
• 3.1.1 数值模型的建立与简化
• 3.1.2 计算域确立
• 3.1.3 网格划分
• 3.2 边界条件的设置
• 3.2.1 速度入口边界条件
• 3.2.2 压力出口边界条件
• 3.2.3 散热器边界条件
• 3.2.4 风扇边界条件
• 3.3 换热器及风扇的CFD数值模型建立
• 3.3.1 中冷器
• 3.3.2 散热器
• 3.3.3 风扇
• 3.3.4 冷凝器
• 3.4 计算参数的设定
• 3.5 计算模型的初始化及迭代求解
• 3.6 本章小结
• 4 实验与仿真结果对比
• 4.1 发动机舱实验
• 4.1.1 实验方法
• 4.1.2 实验和仿真条件
• 4.2 实验结果与仿真结果对比
• 4.3 本章小结
• 5 发动机舱散热仿真结果分析
• 5.1 仿真结果的后处理
• 5.2 额定功率点散热性能分析
• 5.3 最大扭矩点散热性能分析
• 5.4 散热系统散热性能评价
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 论文研究结论
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的文章
• 附录