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汽车行业

汽车发动机冷却风扇的CFD分析

文字:[大][中][小] 2016-6-24    浏览次数:695    

汽车行业简介:


随着我国人民收入水平和消费水平的不断提高,汽车成为人们生活的刚需,越来越多的人都开始购买汽车,基于快速增长的中国国内市场和不断提高的产业全球竞争力,汽车产业的未来发展可以乐观看待。汽车制造行业是有限元分析应用的一个重要领域,如何能够更精细进行设计,提高研发能力应对未来的竞争是摆在每个汽车制造商面前的首要问题。


汽车工业是CAE技术应用最为成熟的行业之一,虚拟研发的理念在汽车工业早已得到广泛认同,比如国内的汽车研究院,CAE应用都已达到了相当的水平。汽车研发过程中的分析模型越来越复杂,分析任务也越来越繁杂。随着仿真任务数量与复杂程度的增加,专业化与工程化的应用需求、仿真业务的管理需求也逐步凸显。


汽车发展历经了结构、性能、外形、安全节能与环保四个发展阶段,其研究目标也是为了降低汽车燃油消耗量、提高汽车加速度与最大行驶速度和操纵稳定性。汽车是由几千个零部件组成的复杂产品,在研发过程中常涉及到多种多样的流体力学方面的工程问题,随着现代CAE仿真技术的日趋成熟,企业完全可以将这种先进的研发手段与传统的试验和设计经验相结合,形成互补,从而提升研发设计能力,有效指导新产品的研发设计,节省产品开发成本,缩短开发周期。


1.汽车发动机冷却风扇的CFD分析


这是一个求解稳态流场的问题。


分析目的:风扇内部的流体的流动问题。


          

                 风扇的几何模型                                                  风扇的网格模型


分析条件:


流动模型:湍流模型


温度场:不求解


分析类型:定常流动


材料参数:20°空气


初始条件:默认值


边界条件:


Inlet: (fix pressure :200pa)


Outlet1:fix pressure : 0pa


Outlet2:fix pressure : 0pa


Wall:stationary  wall


Fan:mesh velocity is equal to wall velocity


查看结果:


                     

                                                                          风扇叶轮的压力云图



2.冷却风扇气动噪声分析


冷却风扇气动噪声


国家标准GB1495-2002对汽车加速行驶车外噪声做出了明确的限制。


试验结果指出,冷却风扇是一个重要的噪声源。


由于噪声计算非常复杂,能用CFD方法预测气动噪声的国内企业很少。


我们对某重卡企业的冷却风扇的气动噪声进行了CFD分析。


计算步骤: 计算非定常流场 →  计算声场 →  FFT得到噪声频谱


模拟技术: 非定常流场采用大涡模拟湍流模式


          声学计算采用FW-H模型


          滑移网格


          并行计算 (32 CPU 高性能计算机)


     

 

   转速 1000 rpm,观测点1


声压级最大值在基频处


该处计算值与试验值相差很小


注:计算为自由空间


试验在地面以上1m,有支架等


           

                     叶片速度云图                                     叶片压力云图


   

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