基于CFD仿真的管片散熱器性能模塊化研究
發(fā)布時間:2022-09-17 14:35
為了滿足對工程車輛管片散熱器散熱性能的定量化計算研究,選擇一種合適的方程形式尤為重要。工程上普遍采用研究散熱器整個空氣流道單元體模型的方式來預測和改善其散熱性能,但應用更小的單元體模型預測散熱器性能參數(shù)的探究非常缺少。通過定量化分析不同熱管排數(shù)的單元體模塊的散熱性能關聯(lián)式,找到了其間的相關關系。針對某工程車輛管片散熱器對其單元體空氣側傳熱及壓降情況進行CFD數(shù)值分析,并進行相關數(shù)據(jù)結果驗證。結果表明,在速度區(qū)間內,空氣側壓力損失和換熱系數(shù)的仿真值和文獻中的數(shù)值吻合程度較高,兩者的平均偏差均在5%以內。根據(jù)不同熱管排數(shù)的單元體模塊拆分結構,分析了1~5排熱管的傳熱系數(shù)、壓力損失和換熱因子等性能參數(shù)的變化趨勢;同時比較了其溫度和壓力云圖的流場分布,研究模塊間的性能變化規(guī)律;進而采用基于最小二乘法的冪指數(shù)型擬合方程對1~5排熱管模塊進行擬合研究,并進行F顯著性檢驗。結果表明,不同模塊間散熱性能存在一定的相關性,且溫度和壓力的周期流場分布在同一位置上的趨勢相同;然后擬合的1~5排模塊的擬合方程顯著性明顯,且在10%的誤差范圍內能夠有效預測100%、100%、96.30%、96.30%和88.9...
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外散熱器性能研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內散熱器性能研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內容
第2章 管片散熱器性能仿真研究
2.1 管片散熱器模型預處理
2.1.1 物理模型建立
2.1.2 網(wǎng)格劃分
2.1.3 相關仿真邊界設定
2.2 散熱器的數(shù)值模擬
2.2.1 控制方程和數(shù)值方程
2.2.2 流場算法的選擇
2.2.3 網(wǎng)格無關性驗證
2.3 仿真結果驗證及分析
2.4 本章小結
第3章 散熱性能模塊化研究及關聯(lián)式擬合
3.1 散熱器單元體模塊化分解
3.2 散熱模塊周期性變化規(guī)律研究
3.3 針對該規(guī)律的性能參數(shù)定量化分析研究
3.3.1 關聯(lián)式推導流程
3.3.2 正交試驗安排及數(shù)據(jù)處理
3.3.3 方程擬合優(yōu)度及F顯著性檢驗
3.4 1~5排熱管模塊的散熱性能方程擬合
3.4.1 一排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.4.2 二排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.4.3 三排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.4.4 四排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.4.5 五排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.5 本章小結
第4章 模塊化研究的數(shù)值關聯(lián)性分析
4.1 傳熱因子j冪指數(shù)關聯(lián)式指數(shù)關系分析
4.1.1 傳熱因子j關聯(lián)式常數(shù)C參數(shù)擬合
4.1.2 傳熱因子j關聯(lián)式Re參數(shù)擬合
4.1.3 傳熱因子j關聯(lián)式Fh/De參數(shù)擬合
4.1.4 傳熱因子j關聯(lián)式Ld/De參數(shù)擬合
4.1.5 傳熱因子j關聯(lián)式δ/De參數(shù)擬合
4.2 摩擦因子f冪指數(shù)關聯(lián)式冪指數(shù)關系分析
4.2.1 摩擦因子f關聯(lián)式常數(shù)C參數(shù)擬合
4.2.2 摩擦因子f關聯(lián)式Re參數(shù)擬合
4.2.3 摩擦因子f關聯(lián)式Fh/De參數(shù)擬合
4.2.4 摩擦因子f關聯(lián)式Ld/De參數(shù)擬合
4.2.5 摩擦因子f關聯(lián)式δ/De參數(shù)擬合
4.3 散熱性能模塊化方程應用與對比
4.3.1 散熱器模塊化性能預測方程推導
4.3.2 一排熱管性能應用與對比
4.3.3 二排熱管性能應用與對比
4.3.4 三排熱管性能應用與對比
4.3.5 四排熱管性能應用與對比
4.3.6 五排熱管性能應用與對比
4.3.7 與出版文獻的對比分析
4.4 六排熱管傳熱性能參數(shù)預測及驗證
4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
導師簡介
企業(yè)導師簡介
作者簡介
學位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋸齒形渦發(fā)生器在車用散熱器中的應用研究[J]. 劉亞東,劉佳鑫,王寶中,蔣炎坤. 車用發(fā)動機. 2019(02)
[2]工程車輛翼型管散熱器冷側翅片信噪比分析[J]. 王寶中,馮少聰,劉佳鑫,蔣炎坤. 工程熱物理學報. 2018(08)
[3]石墨烯納米冷卻液在汽車散熱器中冷卻性能的實驗[J]. 楊旭,田宇,鄧偉. 裝備制造技術. 2018(06)
[4]基于熱成像技術的車用散熱器性能模型研究[J]. 劉佳鑫,王寶中,龍海洋,張碩,楚京,沈長樂. 武漢理工大學學報. 2017(12)
[5]納米流體在散熱器管中的傳熱模擬[J]. 周曉蓉,王毅,黃豪中. 廣西大學學報(自然科學版). 2017(06)
[6]熱交換器層流區(qū)流動數(shù)值傳熱研究[J]. 李晉,劉紀堯. 設備管理與維修. 2017(06)
[7]工程車輛翼型熱管式散熱器性能研究[J]. 劉佳鑫,秦四成,蔣炎坤,何書默. 華中科技大學學報(自然科學版). 2017(03)
[8]基于CFD與ε-NTU法的工程車輛散熱性能預估[J]. 劉佳鑫,蔣炎坤,秦四成,劉成強. 華中科技大學學報(自然科學版). 2016(08)
[9]板翅式換熱器換熱效能三元線性回歸模型及其系數(shù)辨識[J]. 董素君,王凱,高紅霞,王浚. 航空學報. 2012(09)
[10]管帶式汽車散熱器傳熱與阻力預測模型的建立[J]. 朱文英,田子龍,張永棟. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2012(05)
博士論文
[1]工程機械傳動系統(tǒng)熱特性研究[D]. 王振寶.吉林大學 2017
[2]基于試驗的汽車管帶式散熱器傳熱與流阻建模及其優(yōu)化設計研究[D]. 葉斌.合肥工業(yè)大學 2014
[3]工程機械散熱模塊傳熱性能研究[D]. 劉佳鑫.吉林大學 2013
[4]ZL50型裝載機動力艙空氣流動與換熱分析[D]. 王飛.吉林大學 2010
[5]車輛冷卻系統(tǒng)空氣側特性研究[D]. 董軍啟.上海交通大學 2008
[6]鋸齒型錯列翅片冷卻器的傳熱、阻力及工藝特性的研究[D]. 郭麗華.上海交通大學 2007
碩士論文
[1]工程車輛新型板式散熱器散熱特性分析[D]. 薛耀.吉林大學 2019
[2]航空翼型下的工程車輛冷卻性能強化研究[D]. 馮少聰.華北理工大學 2018
[3]工程車輛新型復合式機油散熱器工作性能研究[D]. 張民.吉林大學 2017
[4]工程機械雙流程散熱器散熱特性分析[D]. 李宇.吉林大學 2016
[5]百葉窗翅片散熱器性能試驗與數(shù)值模擬研究[D]. 向高.華中科技大學 2016
[6]車載變壓器散熱器空氣側傳熱和流動特性的數(shù)值研究[D]. 劉園園.河北工業(yè)大學 2012
[7]工程車輛波紋翅片散熱器特性分析與應用研究[D]. 徐振元.吉林大學 2012
本文編號:3679413
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外散熱器性能研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內散熱器性能研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內容
第2章 管片散熱器性能仿真研究
2.1 管片散熱器模型預處理
2.1.1 物理模型建立
2.1.2 網(wǎng)格劃分
2.1.3 相關仿真邊界設定
2.2 散熱器的數(shù)值模擬
2.2.1 控制方程和數(shù)值方程
2.2.2 流場算法的選擇
2.2.3 網(wǎng)格無關性驗證
2.3 仿真結果驗證及分析
2.4 本章小結
第3章 散熱性能模塊化研究及關聯(lián)式擬合
3.1 散熱器單元體模塊化分解
3.2 散熱模塊周期性變化規(guī)律研究
3.3 針對該規(guī)律的性能參數(shù)定量化分析研究
3.3.1 關聯(lián)式推導流程
3.3.2 正交試驗安排及數(shù)據(jù)處理
3.3.3 方程擬合優(yōu)度及F顯著性檢驗
3.4 1~5排熱管模塊的散熱性能方程擬合
3.4.1 一排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.4.2 二排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.4.3 三排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.4.4 四排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.4.5 五排熱管換熱性能參數(shù)關聯(lián)式擬合
3.5 本章小結
第4章 模塊化研究的數(shù)值關聯(lián)性分析
4.1 傳熱因子j冪指數(shù)關聯(lián)式指數(shù)關系分析
4.1.1 傳熱因子j關聯(lián)式常數(shù)C參數(shù)擬合
4.1.2 傳熱因子j關聯(lián)式Re參數(shù)擬合
4.1.3 傳熱因子j關聯(lián)式Fh/De參數(shù)擬合
4.1.4 傳熱因子j關聯(lián)式Ld/De參數(shù)擬合
4.1.5 傳熱因子j關聯(lián)式δ/De參數(shù)擬合
4.2 摩擦因子f冪指數(shù)關聯(lián)式冪指數(shù)關系分析
4.2.1 摩擦因子f關聯(lián)式常數(shù)C參數(shù)擬合
4.2.2 摩擦因子f關聯(lián)式Re參數(shù)擬合
4.2.3 摩擦因子f關聯(lián)式Fh/De參數(shù)擬合
4.2.4 摩擦因子f關聯(lián)式Ld/De參數(shù)擬合
4.2.5 摩擦因子f關聯(lián)式δ/De參數(shù)擬合
4.3 散熱性能模塊化方程應用與對比
4.3.1 散熱器模塊化性能預測方程推導
4.3.2 一排熱管性能應用與對比
4.3.3 二排熱管性能應用與對比
4.3.4 三排熱管性能應用與對比
4.3.5 四排熱管性能應用與對比
4.3.6 五排熱管性能應用與對比
4.3.7 與出版文獻的對比分析
4.4 六排熱管傳熱性能參數(shù)預測及驗證
4.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
導師簡介
企業(yè)導師簡介
作者簡介
學位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋸齒形渦發(fā)生器在車用散熱器中的應用研究[J]. 劉亞東,劉佳鑫,王寶中,蔣炎坤. 車用發(fā)動機. 2019(02)
[2]工程車輛翼型管散熱器冷側翅片信噪比分析[J]. 王寶中,馮少聰,劉佳鑫,蔣炎坤. 工程熱物理學報. 2018(08)
[3]石墨烯納米冷卻液在汽車散熱器中冷卻性能的實驗[J]. 楊旭,田宇,鄧偉. 裝備制造技術. 2018(06)
[4]基于熱成像技術的車用散熱器性能模型研究[J]. 劉佳鑫,王寶中,龍海洋,張碩,楚京,沈長樂. 武漢理工大學學報. 2017(12)
[5]納米流體在散熱器管中的傳熱模擬[J]. 周曉蓉,王毅,黃豪中. 廣西大學學報(自然科學版). 2017(06)
[6]熱交換器層流區(qū)流動數(shù)值傳熱研究[J]. 李晉,劉紀堯. 設備管理與維修. 2017(06)
[7]工程車輛翼型熱管式散熱器性能研究[J]. 劉佳鑫,秦四成,蔣炎坤,何書默. 華中科技大學學報(自然科學版). 2017(03)
[8]基于CFD與ε-NTU法的工程車輛散熱性能預估[J]. 劉佳鑫,蔣炎坤,秦四成,劉成強. 華中科技大學學報(自然科學版). 2016(08)
[9]板翅式換熱器換熱效能三元線性回歸模型及其系數(shù)辨識[J]. 董素君,王凱,高紅霞,王浚. 航空學報. 2012(09)
[10]管帶式汽車散熱器傳熱與阻力預測模型的建立[J]. 朱文英,田子龍,張永棟. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2012(05)
博士論文
[1]工程機械傳動系統(tǒng)熱特性研究[D]. 王振寶.吉林大學 2017
[2]基于試驗的汽車管帶式散熱器傳熱與流阻建模及其優(yōu)化設計研究[D]. 葉斌.合肥工業(yè)大學 2014
[3]工程機械散熱模塊傳熱性能研究[D]. 劉佳鑫.吉林大學 2013
[4]ZL50型裝載機動力艙空氣流動與換熱分析[D]. 王飛.吉林大學 2010
[5]車輛冷卻系統(tǒng)空氣側特性研究[D]. 董軍啟.上海交通大學 2008
[6]鋸齒型錯列翅片冷卻器的傳熱、阻力及工藝特性的研究[D]. 郭麗華.上海交通大學 2007
碩士論文
[1]工程車輛新型板式散熱器散熱特性分析[D]. 薛耀.吉林大學 2019
[2]航空翼型下的工程車輛冷卻性能強化研究[D]. 馮少聰.華北理工大學 2018
[3]工程車輛新型復合式機油散熱器工作性能研究[D]. 張民.吉林大學 2017
[4]工程機械雙流程散熱器散熱特性分析[D]. 李宇.吉林大學 2016
[5]百葉窗翅片散熱器性能試驗與數(shù)值模擬研究[D]. 向高.華中科技大學 2016
[6]車載變壓器散熱器空氣側傳熱和流動特性的數(shù)值研究[D]. 劉園園.河北工業(yè)大學 2012
[7]工程車輛波紋翅片散熱器特性分析與應用研究[D]. 徐振元.吉林大學 2012
本文編號:3679413
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