汽车交流发电机流体散热仿真分析方法

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4、汽车交流发电机流体散热仿真分析方法张志华(锦州汉拿电机有限公司，辽宁锦州1121013)摘要：针对汽车交流发电机整机及其部件的流体散热、温度分布计算问题，对汽车交流发电机数学模型的建立与CAE仿真分析等方面进行研究：对汽车交流发电机数学模型的简化处理、流体域划分、部件发热源功率计算、仿真参数设置与后处理等方面进行总结归纳，提出一种适用于汽车交流发电机整机及其部件的温度分布计算方法，利用ANSYS的workbench平台下的FLUENT软件模块进行分析，同时对物理样机也进行试验测试。研究结果表明，仿真分析结果与物理试验进行对比，其偏差率在5％以内，分析结果可信。该仿真思路与方法

5、可供发电机散热结构设计研究者参考。关键词：流体散热；FLUENT；汽车交流发电机中图分类号：U464．1421文献标识码：A文章编号：1003—8639(2014)08—0023—03SimulationAnalysisMethodforAlternatorFluidCoolingZHANGZhi．hua(JinzhouHallaElectricalCo．，Ltd．，JinZhoul21013，China)Abstract：Aimingattheproblemoffluidcoolingsimulationandtemperaturedistributingcalculationofalt

6、ernatoranditscomponents，analternatorgeometricmodelissetupandsimulationanalysisisstudiedbytheCAEsoftware．Simplifyingthealternatorgeometricmodel，dividingthefluidzone，calculatingthecomponentpower，settingthesimulationparameters，amethodthatcancalculatetemperaturedistributionofaheruatoranditscomponentsi

7、sproposed．TheFLUENTsoftwareisusedtosimulateanditsphysicalprototypeistested．Theresultsindicatethatthedeviationrateiswithin5％whichcomparedtothephysicaltest．TheanalysisresultsiscredibleandthethoughtandmethodofsimulationcanberefeFenceforthedesignersofgeneratorheatdissipationstructure．Keywords：fluidcoo

8、ling；FLUENT；alternator汽车爪机发电机以其结构紧凑、功率体密度高汽车发电机的流体分析遵循上述内容。在整个等优点，在汽车行业得到了广泛应用⋯。发电机安仿真分析过程中，整机数模简化和汽车交流发电机装在发动机舱内，它的工作环境温度和自身发热量发热源功率计算，需要特殊对待和处理。都很高，这对发电机的发电性能、产品可靠性影响1．1数学模型的建立与处理都非常大l2]。在产品设计时，发电机同一零部件因1．1。1整机模型简化汽车厂所适用的标准不同，会有不同的耐热等级要爪机发电机零部件十余种，与流体散热相关的求。通常使用的ANSYS热力学分析已经不能对复杂几乎涵盖了所有零部件，而且每个零

9、部件的几何模流体热交换进行精确分析。为此。采用专业流体分型特征多、结构复杂，尤其是发电机的前、后端析软件FLUENT，对发电机内置风扇强迫风冷的散盖。所以，在做相关分析工作前。应对所有的零部热结构进行仿真分析。为设计者提高汽车发电机设件进行必要的简化处理。简化原则是对最终的分析计品质，缩短了产品开发周期．提供了一种非常有结果影响不大，在计算过程中会大大地增加计算时效的验证手段间，诸如此类的一些特征应予以处理。经过实际分析测试可知，需要处理的特征种类1汽车发电机有限元流体仿真及方法如下：①小圆角、小锐角、尖角、倒角、大流体仿真分析与结构分析、电磁分析等有限元曲率小特征，这类特征应进行删除；②

10、螺纹特征，分析特点基本相同[3]．通常可分为4个部分：数模的用圆柱面替代；③细微缝隙，添补缝合；④小阶梯建立与处理；有限元网格的划分；材料、物理场、面，共面处理；⑤过盈配合、干涉、渗透特征，将求解器等相关参数设置；分析结果的后处理。两处特征进行尺寸统一收稿日期：2014—03—28作者简介：张志华(1980一)，男，辽宁凌海人，硕士，锦州汉拿电机有限公司研究院高级主管，研究方向为车辆用发电机设计与CAE分析。《汽车电器》