基于cfd的电子水泵数值仿真与流场分析

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1、分类号：TB0510710-2012122050硕士学位论文基于CFD的电子水泵数值仿真与流场分析王永飞导师姓名职称吴克刚教授申请学位级别工学硕士学科专业名称动力机械及工程论文提交日期2015年5月6日论文答辩日期2015年6月7日学位授予单位长安大学NumericalSimulationandFlowFieldAnalysisofElectricCoolingPumpBasedonCFDADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Wan

2、gYongfeiSupervisor：Prof.WuKegangChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公幵发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：i永1zwf年（月/之日本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识广权归属学

3、校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学(保密的论文在解密后应遵守此规定）乙of年{月日年〈月，乙日摘要发动机冷却水泵是其冷却系统的重要部件，水泵性能的优劣在一定程度上影响着发动机运行状况的好坏甚至寿命长短。随着电控技术在汽车行业里不断地深度应用，电子水泵的诞生使得冷却水泵与发动机解耦成为现实。电子水泵的调节不再受制于发动机的转速，而是以发动机的热负荷为主要依据进行调节。这样不仅加快

4、了暖机，也使得发动机工作在最佳热负荷区，另外，当发动机熄火后，电子水泵继续运行避免了局部温度过高，损伤发动机。本文以宝马520Li发动机冷却系统的电子水泵为研究对象，采用三维建模、数值仿真与试验验证相结合的研究方法。论文的主要工作如下：1.依据离心水泵的理论基础，了解车用电子水泵的结构和工作原理，并对比传统冷却水泵，分析采用电子水泵后给整车带来的改善。2.利用泵与旋转机械专业设计软件CFturbo，采用现场测量、理论知识和经验设计相结合的方法完成了几何特征和设计参数的采集，建立电子水泵三维模型。通

5、过CFD分析软件PumpLinx，对电子水泵进行数值仿真、流场分析和万有特性曲线的绘制。3.搭建简易的水循环试验台，结合本课题组另一位同学的控制电路板，进行电子水泵性能试验。研究结果表明：经过数值仿真与试验对比，关于水泵的扬程仿真得到的结果与试验得到的结果数值相近，而且整体变化趋势一致；由于仿真与试验所测的功率意义不同，适当调整电机的效率值尽量使两者数据相近或相同，从而得到水泵的流量-驱动功率-转速的万有特性曲线。本文有关电子水泵的三维建模、数值仿真和流场分析的方法，对发动机冷却水泵或者同类型冷却

6、水泵，在理论研究和实际应用上都具有一定的借鉴作用和参考价值。关键词：电子水泵，三维建模，CFD，数值仿真，流场分析iAbstractThecoolingpumpofengineisanimportantcomponentofthecoolingsystem,theperformanceofthepumpwilllargelyaffectthequalityoftheengineoperatingconditionseventhelongevity.Whiletheelectriccontrolte

7、chnologyhasbeenappliedintheautomotiveindustrydepthtodepth,whichmakesthedecouplingoftheelectriccoolingpumpandtheenginehasbeenachieved.Electriccoolingpumpisnolongertoberestrictedbytheregulationoftheenginespeed,butmainlyadjustbasedontheheatloadontheengin

8、e.Thiswillnotonlyspeedupthewarm-up,butalsomakestheengineoperatesatthebestthermalloadstate.Inaddition,whentheenginestopsoperating,electriccoolingpumpwillcontinuetorunforawhiletoavoidthelocaloverheating,whichwillmakedamagetotheengine.Inthispaper