隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展,車輛對熱管理系統(tǒng)不斷提出更高更復(fù)雜的散熱需求。應(yīng)用數(shù)值仿真方法對動力艙內(nèi)的流動換熱進(jìn)行分析是動力艙熱管理系統(tǒng)優(yōu)化的常用手段。其中,換熱器和冷卻風(fēng)扇是熱管理系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件,同時(shí)也是動力艙內(nèi)建模與仿真的難點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高動力艙內(nèi)流動換熱仿真的精確度與計(jì)算效率,本文對換熱器和冷卻風(fēng)扇的建模與仿真方法進(jìn)行研究,針對動力艙內(nèi)的流動換熱仿真,提出了一些針對換熱器和冷卻風(fēng)扇的建模方法與仿真策略,可以在進(jìn)行動力艙內(nèi)的流動換熱數(shù)值計(jì)算時(shí)對換熱器與冷卻風(fēng)扇的建模仿真起到一定的指導(dǎo)作用。本文所研究的主要內(nèi)容包括:1)提出了換熱器特性參數(shù)的兩種獲取方法第一種方法根據(jù)原始尺寸換熱器風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算變尺寸換熱器特性參數(shù)。該方法首先根據(jù)阻力系數(shù)公式與范寧摩擦因子試驗(yàn)關(guān)聯(lián)式推導(dǎo)出換熱器風(fēng)阻特性計(jì)算公式,然后通過MATLAB建立二維數(shù)值模型以計(jì)算傳熱特性。經(jīng)過驗(yàn)證,通過這種計(jì)算方法所得到的風(fēng)阻最大誤差為-4.5%,熱流量最大誤差為2.2%。這種計(jì)算方法可以為變尺寸換熱器提供一種可靠且便捷的換熱器特性參數(shù)獲取方法。第二種方法通過對換熱器微觀單元的流動與共軛傳熱進(jìn)行數(shù)值仿真,直接提取換熱器的流...

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 動力艙流動換熱仿真研究內(nèi)容與技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)
    1.3 換熱器建模與仿真方法研究進(jìn)展
        1.3.1 換熱器模塊的物理等效建模
        1.3.2 換熱器單元的數(shù)值仿真
        1.3.3 換熱器數(shù)值仿真的多尺度耦合
    1.4 冷卻風(fēng)扇的建模與仿真方法研究進(jìn)展
        1.4.1 動靜干涉(RSI)方法
        1.4.2 風(fēng)扇物理等效模型
    1.5 本文研究目標(biāo)及主要內(nèi)容
第2章 換熱器特性參數(shù)獲取方法研究
    2.1 對現(xiàn)有換熱器特性參數(shù)獲取方法的討論
    2.2 基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算變尺寸換熱器特性參數(shù)的方法
        2.2.1 變尺寸換熱器特性參數(shù)計(jì)算方法
        2.2.2 特性參數(shù)計(jì)算方法的有效性驗(yàn)證
    2.3 通過數(shù)值計(jì)算獲取換熱器特性參數(shù)的方法
        2.3.1 換熱器單元計(jì)算域的建立方法研究
        2.3.2 層流與湍流模型選擇
        2.3.3 近壁處理方法分析及壁面函數(shù)改進(jìn)
        2.3.4 獲取換熱器特性參數(shù)的后處理方法
        2.3.5 換熱器特性參數(shù)仿真獲取方法的有效性驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
第3章 動力艙內(nèi)換熱器模塊的建模仿真方法研究
    3.1 對現(xiàn)有換熱器模塊建模方法應(yīng)用在動力艙中的討論
    3.2 適用于動力艙的換熱器等效建模方法
        3.2.1 多孔介質(zhì)模型
        3.2.2 簡單有效度模型
        3.2.3 有效度-傳熱單元數(shù)(e-NTU)法
    3.3 簡單有效度模型的修正研究
        3.3.1 簡單有效度模型的理論分析
        3.3.2 簡單有效度模型的修正
        3.3.3 修正方法有效性驗(yàn)證
    3.4 修正有效度模型與e-NTU法對比
        3.4.1 建模方法比較分析
        3.4.2 基于ε-NTU法進(jìn)行換熱器模塊仿真計(jì)算
        3.4.3 仿真結(jié)果比較分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于MRF方法的冷卻風(fēng)扇建模仿真策略研究
    4.1 對現(xiàn)有風(fēng)扇建模方法應(yīng)用在動力艙中的討論
    4.2 MRF方法仿真冷卻風(fēng)扇的應(yīng)用討論
        4.2.1 MRF方法
        4.2.2 對MRF方法應(yīng)用現(xiàn)狀的討論
    4.3 MRF分區(qū)對冷卻風(fēng)扇數(shù)值仿真結(jié)果的影響
        4.3.1 冷卻風(fēng)扇壓升特性的試驗(yàn)測取
        4.3.2 基于不同MRF分區(qū)進(jìn)行冷卻風(fēng)扇數(shù)值仿真
        4.3.3 MRF分區(qū)對仿真結(jié)果的影響分析
        4.3.4 誤差來源的理論分析
    4.4 MRF交界面引入誤差的修正研究
        4.4.1 MRF交界面引入誤差的修正方法
        4.4.2 修正方法的有效性驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 多風(fēng)扇動力艙中冷卻風(fēng)扇建模仿真方法研究
    5.1 現(xiàn)有風(fēng)扇建模方法應(yīng)用在多風(fēng)扇動力艙中的討論
    5.2 三維風(fēng)扇區(qū)域模型仿真冷卻風(fēng)扇的應(yīng)用分析
        5.2.1 三維風(fēng)扇區(qū)域模型理論分析
        5.2.2 試驗(yàn)風(fēng)扇全壓曲線作為模型邊界的局限性分析
    5.3 基于試驗(yàn)風(fēng)扇全壓曲線推求模型邊界參數(shù)的方法研究
        5.3.1 考慮風(fēng)扇效應(yīng)的系統(tǒng)壓力損失評估方法開發(fā)
        5.3.2 模型邊界參數(shù)的PtFIC推求方法
    5.4 PtFIC方法的有效性驗(yàn)證
        5.4.1 應(yīng)用PtFIC方法推求三維風(fēng)扇區(qū)域模型邊界參數(shù)
        5.4.2 PtFIC方法的有效性驗(yàn)證
    5.5 關(guān)于三維風(fēng)扇區(qū)域模型與系統(tǒng)壓損評估方法的幾點(diǎn)討論
        5.5.1 三維風(fēng)扇區(qū)域模型對葉尖間隙流動的仿真效果
        5.5.2 系統(tǒng)壓損評估結(jié)果對比
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
攻讀博士學(xué)位期間獲得的獎勵
附件
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本文編號：3779682