车辆动力舱冷却风道流场的仿真研究

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1、车辆与动力技术2005年第3期总第99期Vehicle&PowerTechnology文章编号：10094687（2005）03002705车辆动力舱冷却风道流场的仿真研究李云龙，王湘卿，王敬，汪建兵（中国北方车辆研究所，北京100072）摘要：该文应用三维建模软件PRO/E建立了某车辆动力舱的CAD模型，运用CFD软件FLUENT对动力舱内的冷却空气流场进行仿真研究.重点解决了散热器和风扇在动力舱中的模拟问题.仿真计算得出了动力舱内不同位置的阻力分布情况.此外，还计算分析了冷却空气通过冷却风道的正面深度对系统阻力的影响，以及在不同的

2、风扇转速下车辆行进时，动力舱内冷却空气流场的变化情况.关键词：动力舱；冷却系统；流场；CFD+中图分类号：TJ810.2TP391.9文献标识码：ANumericalSimulationforWindTunnelofthePowertrainCompartmentLIYun-long，WANGXiang-qing，WANGJing，WANGJian-bing（ChinaNorthVehicleResearchInstitute，Beijing100072，China）Abstract：TheCADmodelofthepowertrai

3、ncompartmentisbuiltupbyPro/E，andthenthesimulationstudyfortheairflowfieldofthepowertraincompartmentismadebytheCFDprogrampackageFLUENT.ItfocusesonhowtosimulatetheheatsinkandthefaninCFDsoftware.Thedragpredictionandcharac-teristicofflowpassingeachportionofhullcanbeacquiredf

4、romthesimulation.Atthesametime，thesimulationanalyzestheinfluenceforthesystemdragunderwindtunnelheightandtheresistancechangingofcomponentsinthepowertraincompartmentunderdifferentfanspeedwhenvehiclemoving.Keywords：powertraincompartment；coolingsystem；flowfield；CFD随着车辆总体性能要

5、求的日益提高，冷却系统却风道进行研究，把进排气百叶窗、换热部件（如的设计难度与日俱增，冷却不充分已经成为影响车各种散热器和换热器）、风扇、冷却空气通过冷却辆总体性能的重要问题之一.为了避免冷却系统的风道的正面深度作为一个整体来考虑.运用车辆的问题对整车总体性能所造成的负面影响，尽可能分CFD技术，对不同工况下动力舱内的冷却空气流别使冷却系统与整车之间以及冷却系统内各部件之场进行仿真分析.间达到较好的匹配设计.本文对某车辆动力舱的冷修稿日期：20050624作者简介：李云龙（1979-），男，辽宁鞍山人，中国北方车辆研究所硕士研究生.王

6、湘卿（1942-），男，上海市人，中国北方车辆研究所高级工程师（研究员级），硕士生导师.·28·车辆与动力技术2005年动状态有很大差别，因此不采用疏密相同的网格.1CFD计算方法对动力舱体上方规则的外流区域和结构复杂的动力舱内流区域，分别采用尺寸较大的结构化网格与非1.1几何模型结构化网格实施区域离散化.对整个计算流域作适当的分区处理，并在每个分区内针对不同的空气流按照实车尺寸应用Pro/E软件建立了动力舱三维实体模型.在不影响计算结果的前提下，对一些动状态确定网格的疏密程度.例如对进排气百叶零部件的细小结构作了合理的简化.在FLU

7、ENT前窗、散热器、排风筒等部件适当加密网格.网格总处理软件GAMBIT中，建立了总的计算流域模型.数为2029797.图1为动力舱计算流域模型.1.5计算流域的边界条件定义：计算域入口给定速度，出口定义为充分发展管流，散热器的进出口表面为内部界面.将散热器简化为多孔介质模型，用在其动量方程（2）上附加动量源项的方法处理该区域中的流动阻力，此源项由粘性损失项和惯性损失项两部分构成，可表示为：331Si=ΣDijµvj+ΣC2ijp

8、vj

9、vj.（3）j=1j=12其中Si为动量方程中应附加的源项；µ为粘性系图1动力舱计算流域模型图数；

10、v为速度矢量；D、C为粘性和惯性阻力系数矩阵，其值根据实验数据通过最小二乘法拟合得1.2控制方程出.本文主要对冷却风道气侧的空气阻力和流量进在FLUENT的风扇面模型中，输入风扇的压力行仿真分析，不考虑流体与外界的热交换