广汽基于气动风洞测试的整车热管理CF
汽车热办理之家知圈
进“电池社群”，请加微，备注电池撮要：协商了在整车开辟前期，经由油泥模子在气动风洞中测试前端模块的风速来标定热办理CFD模子的办法，分解了测试过程和标定办法，使标定后的模子与实验一致性较好。操纵标定后的模子也许在项目开辟初期提高热办理机舱内流剖析精确度，使带动机舱内流场的优化做到空气动力学功用和热办理功用的最好均衡。保守的气动CFD剖析和热办理剖析办事是别离举办的，在热办理剖析中更侧重温度场的剖析，而空气动力学则更侧重流场的剖析。关于前端冷却模块进气度管制，换热器参数微风扇参数在前期都是基于单品功用实验输入，与搭载在实车上的功用参数存在较大差异。热办理模子的剖析与标定需求到样车阶段在环模舱举办。是以，关于前期的CFD剖析，存在无模子标定、仿真测试一致性不够的题目。本协商在开辟前期，经由油泥模子在气动风洞中测试前端模块表面风速来标定热办理CFD模子的办法，提高了热办理CFD剖析精度，为项目开辟初期均衡热办理平和动阻力题目供应了参考根据。1模子制做与测试办法1.1模子制做风洞实验模子样车时时按照空气动力学功用开辟需求，遵如实车比例制做。模子需无误抒发车身外外型，且包罗下车体细节和带动机舱滚动通道。由外外型、机舱总成、下车体总成、轮胎总成共通构成。上车体总成指汽车开始外型面（ConceptASurface，CAS），时时由油泥铣削和ABS树脂也许代木和ABS树脂两种方法加工而成，也许精确抒发外型每一个细节，如格栅特色、后视镜、分缝、特色线等，一同不变于骨架上，同时保证后视镜可拆卸、机舱盖能时时翻开。下车体要紧包罗先后悬架系统、副车架、传动系统、挡泥板、附件等，时时由ABS树脂或ABS和泡沫加工而成，如图1所示。
图1油泥模子下车体
为了保证散热系统的确实阻抗特色，机舱总成中的冷凝器、中冷器、散热器、风扇要紧由实车样件接替。前端模块支架、机舱各零部件等时时由ABS树脂或ABS树脂+泡沫加工而成，如图2所示。图2油泥模子带动机舱
轮胎总成时时包罗制动盘、轮盘、轮胎、轮毂、制动钳等，这部份要紧由实车样件接替。1.2测试办法实验取舍在国内某风洞中央举办，也许供应满盈匀称的流场，囊括匀称的风速散布、流向散布、低紊流度以及摹拟路面小的畛域层厚度，满意工程剖析的需求。为赢得散热器前部风速和散布状况，实验中在冷凝器前部安排了12个叶轮式风速仪，在中冷器前安排了4个叶轮式风速仪，如图3所示。图3冷凝器和中冷器风速仪安排计划
实验进程基于油泥模子的基本形态，举办一系列优化计划的整理剖析，每种形态对应怠速、中低速、高速3种工况。往日端冷却模块的进风量和车辆的风阻系数Cd值做为考查准则，并与仿真模子举办比较批改。2测试数据前端冷却模块的进风量是风速与冷却模块面积的积分，关于类似车型，冷却模块一致，面积上总进风量即与面匀称风速成正比干系，思索实验与仿果真比对与标定，采纳风速来举办风量的等效比较考证。实验中详细采选车辆基本形态的3种速率工况测试数据，如表1所示，风扇转速见表2。表1三种工况下换热器表面风速实测值
续表1：
表2风扇转速实测值
3CFD模子成立及标定3.1物理模子时时状况下，汽车的行驶速率远小于声速，气流马赫数很低，是以数值祈望中时时把空气当做弗成收缩粘性流体管教。基于CCM+软件的前端进气剖析平和动阻力剖析，触及了汽车的表里流场耦合的进程，需求满意以下滚动与传热的根基方程组。1.1.1原料守恒方程将空气看做弗成收缩流体，式中：(ρu为常数，取值为1.，单元为kg/m3；ui为流体速率沿i方位上的份量。1.1.2动量守恒方程式中：p为静压力；为应力矢量；ρgi为i方位上的重力份量；Fi为由于阻力和动力传送而引发的此外能量项。1.1.3能量守恒方程式中：h为焓；k为分子传导率；kt为由于湍传达送而引发的传导率；Sh为界说的体积元。本文中湍流输运方程取舍的Realizablek-ε高雷诺数模子，曾经被有用地用于百般范例的滚动摹拟，囊括扭转匀称剪切流、管道内滚动以及带有离开的滚动。3.2祈望模子3.2.1前端散热模块模子在工程运用中，思索到祈望软硬件资本，为了抬高祈望效率，时时都将换热器简化为多孔介质模子，需求设定多孔介质的惯性阻尼系数、粘性阻尼系数、孔隙率。风扇采纳MRF办法来摹拟，风扇域网格并非确实行动，而是经由将动量源加载到风扇叶片扭转扫过地域的网格。本文所协商的机舱前端冷却模块安排干系如图4所示。图4前端冷却模块安排计划
3.2.2畛域前提和求解设定流场祈望畛域前提配置见表1。温度场祈望时处境温度配置为40℃，按照空调系统、动力系统及各个部件的散热功率需求对前端冷却模块输入散热量。对管制方程采纳有限体积法举办割裂，对各物理量采纳全隐式离开求解，采纳SIMPLE算法来耦合压力速率，空间割裂满意二阶精度，能量方程的残差准则配置为10-6，此外项配置为10。表3流场祈望畛域前提设定
3.3CFD模子标定前端冷却模块换热器多孔介质的参数按照单品功用实验猎取，拟合出换热器单品的粘性阻力系数Pv和惯性阻力Pi，由于机舱内流阻力的影响，在整车处境下的换热器阻力系数时时大于台架测试数据。同时，基于工程阅历，由于风扇MRF模子热尾迹的愿望化，现实需求的风扇转速时时大于仿果真输入值。模子标定的进程，一是通精密化格栅和饰条的网格尺寸使仿真模子与实车好像度更高，二是经由批改阻力系数微风扇转速这些参数使换热器表面风速的仿真值与实验值趋于一致。经由调治后仿真模子所赢得的风速值见表4。表4模子标定后3种工况下换热器表面风速仿真值标定后的模子冷凝器与中冷器表面匀称风速仿真成果与实测成果过错小于5%，经由将换热器表面分地域举办标定批改也许使标定成果精确度较高。4计划优化针对标定后的热办理模子，在中低速工况下对导流罩祈望，以及带动机下护板启齿两种优化计划对前端冷却进气的影响举办协商。加装导流罩后，由图5的剖析成果可知，气流抵达前端模块的速率显然补充，机舱热回流显然裁减，冷凝器气流流量补充8.64%，散热器气流流量补充6.83%，中冷器流量补充5.14%。并且加装导流罩后，经由带领前端模块前部的气流通顺滚动，裁减了混流，整车气动阻力系数由0.减小至0.。带动机下护板启齿后，冷凝器风速减小1.17%，中冷器风速补充2.05%，其缘由在于部份舱内气流从带动机下护板经由，减小了机舱下半部份的内流阻力，进而中冷的冷却进风量会增大，而用于冷凝器部份由于周边压力减小，会有小批耗散，整车的风阻系数由于内流阻力减小，由0.减小至0.。方今合流的散热气流的出风地位除了不才护板上还也许有许多安顿，如图6所示。散热口的形态祈望，也也许经由导流优化计划来调换排气方位，最大限度裁减机舱内湍流和对外流场的影响，如图7所示。图5类似截面风速矢量图散布比较
图6散热气流出口地位
图7散热口形态优化计划
5论断本文提议采纳油泥模子在气动风洞中测试前端模块的风量标定热办理CFD模子的办法，在项目开辟初期批改模子，提高了前端模块进气度的精确度。采纳该办法能更精确地优化前端模块导流罩等对冷却系统有影响的零部件。关于机舱热掩护而言，零部件的表面临流换热系数在前期就可以赢得较为精确的输入，抬高温度场祈望的精确度。该办法也能使带动机舱内流场的优化做到空气动力学功用和热办理功用的最好均衡。除了前端冷却模块的标定，热办理CFD模子标定也许调治的参数尚有整车网格配置、流体畛域层设定和湍流模子等，要赢得更为精确的整车热办理CFD模子还需求洪量的工程协商和对祈望流膂力学更为深入的明白。做家：袁侠义，朱宇泽，彭丽娟
广州汽车团体股分有限公司汽车工程协商院
预览时标签弗成点收录于合集#个转载请注明：http://www.abuoumao.com/hykh/983.html
