发动机环形冷却风扇结构与参数对其性能影响的研究

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1、硕士学位论文发动机环形冷却风扇结构与参数对其性能影响的研究作者姓名莫伟标学科专业车辆工程指导教师上官文斌教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月AStudyontheEffectoftheStructureandParametersofEngineAnnularCoolingFansonPerformancesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MoWeibiaoSupervisor：Prof.ShangguanWenbinSouthChinaUniversityofTechn

2、ologyGuangzhou,China分类号：TK414.2学校代号：10561学号：201220101403华南理工大学硕士学位论文发动机环形冷却风扇结构与参数对其性能影响的研究作者姓名：莫伟标指导教师姓名、职称：上官文斌教授申请学位级别：硕士学科专业名称：车辆工程研究方向：车辆振动噪声测控技术及故障诊断论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：杨帆委员：SubhashRekheja；冯颖；邱志成；赵学智华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人

3、在导师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:为概日期：2015年6月3日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以

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5、声状况。随着环保法规的日益严格以及发动机性能的不断提高，发动机对其冷却系统的要求也越来越高，开发高效的发动机冷却风扇成为重要的研究课题。传统的冷却风扇开发过程主要是通过试验与经验相结合的方式对风扇进行优化设计。随着计算机技术和计算方法的发展，计算流体动力学（CFD）逐渐被广泛地应用。CFD仿真具有开发周期短，成本低以及可以呈现出丰富的流场细节特征等特点，它也成为冷却风扇的设计与研究过程中的一个重要环节。本文首先介绍了发动机冷却风扇的气动性能试验，通过试验以及相关的计算可以得到风扇流量、静压、轴功率和静压效率等重要的风扇气动性能参数；通过建立与气动性能试验情况一

6、致的发动机环形冷却风扇气动性能的CFD计算模型，在商用软件FLUENT中计算了试验的环形风扇的气动性能，并与试验结果进行对比分析，对比结果验证了模型的正确性；利用软件的后处理技术分析了环形风扇的流场特征。基于所建立的CFD计算模型，研究了环形风扇的圆环结构及尺寸参数对其气动性能的影响。研究的结果显示：环形风扇的圆环采用圆角结构可提高风扇的静压效率；圆环的相对轴向尺寸对环形风扇的气动性能有较大的影响，每款环形风扇都有一个合适的叶片开口率使风扇的静压效率达到最佳；而圆环的相对径向尺寸对环形风扇的静压效率影响较小。最后，通过风扇的气动性能试验，对比分析了环形风扇在外

7、插入式、内插入式和迷宫槽式导风罩下的气动性能；建立了相关的CFD计算模型，研究分析了环形风扇在内插入式和迷宫槽式导风罩下，导风罩内间隙对环形风扇气动性能的影响，结果表明：导风罩内间隙对环形风扇的气动性能有一定的影响，当环形风扇与导风罩的间隙越小，风扇的气动性能就越好。关键词：发动机冷却风扇；环形风扇；气动性能；风扇性能曲线；CFDIAbstractAnenginecoolingfanwhichperformancedirectlyaffectstheenergyconsumption,emissionandnoiseofanengineisanimportan

8、tcomponentoftheengi