发动机冷却水套CFD分析

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1、·设计·计算·研究·发动机冷却水套!"#分析陈海娥$孟凡臣$宋建龙$李军%（!"一汽集团公司技术中心；#"大连柴油机厂）【摘要】发动机冷却水套的!"#分析是目前发动机开发过程中必不可少的计算分析手段，其计算准确性高、速度快。利用该计算分析技术可保证在发动机热负荷较高的燃烧室及排气道周围有良好的冷却液流动，而压力损失相对较低。介绍了利用!"#分析发动机冷却水套的过程，成功分析并优化了发动机缸体、缸盖及机油冷却器箱的水套结构，确定出了流动性较好且压降低的水套，确保了发动机有良好的机内冷却。主题词：发动机冷却系优化设计中图分类号：&’(’)$*+

2、文献标识码：,文章编号：$---.*/-*（%--*）-+.--$(.-’!"#$%&’()*)+%,%-*%.!++’*%-/&01.2*)!0123451$67128"429012$6:;28<542=;28$，>5

3、B528128521N1O1=;C528CB;91GG)P0194=9?=4D5;25G499?B4D142NB4C5N)@5D0!"#424=JG5G6D014ML51291;Q1285219;MRL?GD5;2904ML1BG42N1S04?GDO12DG6T05904B1?2N1B0580D01BM4==;4N6T5==04O1T1==9;;=528=5U?5NQ=;T42ND01B15G=1GGCB1GG?B1;=GG)V2D01C4C1B6CB;91N?B1G;Q424=JG5G;Q1285219;;=528K49I1DT5D0!

4、"#4B152DB;N?91N)!;;=528K49I1DGDB?9RD?B1G;QD011285219J=52N1BL=;9I6D019J=52N1BL=;9I6D019J=52N1B014N42ND01;5=9;;=1B94O5DJ4B1424=JW1N42N;CD5M5W1NG?991GGQ?==J)P019;;=528K49I1DD04D04G8;;NQ=;T4L5=5DJ42N=;T1BCB1GG?B1=;GG4B1N1O1=;C1ND;4GG?B18;;N52D1B24=9;;=528C1BQ;BM4291)5.(6+47)：,

5、%-*%.，!++’*%-)()2.8，9:2*8*;.，#.)*-%来反映。计算公式如下：<前言"Z[#"$GCBD#（$%%）（$）发动机冷却水套的!"#分析是目前发动机开式中，#"#为贴近壁面的网格离壁面的距离；$为运发过程中必不可少的计算分析手段。利用该计算分动粘度；$%为壁面剪切应力；%为密度。析技术可以保证在发动机热负荷较高的燃烧室及排为了得到较准确的结果，选用标准壁面方程时气道周围有良好的冷却液流动，而压力损失相对较应保证"Z的值在一定范围之内，这可以通过贴近壁低。面的网格尺寸来调整。本文所分析的发动机是能满足欧!排放法规

6、的由于发动机水套的结构非常复杂，为加快前处中型系列柴油发动机，在其概念设计阶段利用!"#理的速度，通常使用四面体网格，为得到较准确的结进行了发动机冷却水套的分析。下面介绍利用!"#果，选用二阶差分格式。在该分析中计算模式为稳分析优化该发动机冷却水套的过程。态，流动形式为绝热、不可压缩、紊态流动，冷却液选用的是’]$水和]]$乙二醇添加剂的混合液。=计算模型及边界条件发动机冷却水套的!"#分析除了能给出整个计算使用商业软件">&HXP，紊流模型选取的流场的流动情况、流速、流量分布、压降情况外，还能是标准的!."模型，该模型对流动问题收敛性比较

7、给有限元的热分析提供换热系数边界条件。好，且结构较准确。贴近壁面处有*个模型可供选换热系数（&’(）的计算公式如下：择：:D42N4BN@4=="?29D5;2G；X;2.HU?5=5LB5?M@4==&’()(#·%·GUBD（$%*%）*+·,（$*GUBD（$%*%）-^)%’·"?29D5;2G｛［（+）-)/].-)--/+.*+,）｝（%）；PT;.>4J1BY;24=7;N1=，它们对贴近壁面.*+,.$］·（$Z-)%+·1的网格分别有不同的要求。计算选用:D42N4BN式中，(#为比热容；%为密度；+,为有效普朗特数；+.

8、@4=="?29D5;2G6Z为分子普朗特数；$为壁面剪切应力；$为速度。该模型对贴近壁面的网格要求用"%—$(—汽车技术·设计·计算·研究·换热系数只与流体的流动情况有关，在有