基于CFD技術(shù)的中冷器性能優(yōu)化研究.pdf

1、分類號(hào)——UDC——密級(jí)——學(xué)校代碼!Q壘窆Z學(xué)位論文武屬程歹大薯中文題目基士g嬰墊盔鮑主金墨：邕絲垡垡盟寶英文題目一ResearchofPerformanceOptimizationonIntemooler—BasedonCFD研究生姓名呈連笪姓名堡叢至職稱整撞學(xué)位盛指導(dǎo)教師單位名稱盍墊墨王盤堂漁圭堂瞳郵編壘3QQ2Q申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別王堂亟學(xué)科專業(yè)名稱盈左墊遮盈三猩論文提交日期2Q131Q5論文答辯日期學(xué)位授予單位盛婆墨墨盤堂學(xué)位授予日期

2、答辯委員會(huì)主席乏壅』I茲一評(píng)閱人2013年5月201305摘要隨著汽車工業(yè)己經(jīng)發(fā)展到比較完善的程度，由于非再生能源的緊缺、環(huán)境污染的日益嚴(yán)重以及人們生活水平的提高，人們?cè)絹碓疥P(guān)注汽車尾氣污染等排放問題，不再僅僅滿足于汽車動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性能的提高，同時(shí)國(guó)家對(duì)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來越嚴(yán)格，發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能已經(jīng)成為汽車設(shè)計(jì)中一個(gè)重要指標(biāo)。增壓中冷系統(tǒng)不僅可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，還能夠顯著地降低污染物，對(duì)于改善和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放

3、性能具有重要的意義。首先，本文在分析中冷器性能的過程中確定以壓降作為其流動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)；以換熱系數(shù)作為其換熱性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。利用UG軟件建立中冷器計(jì)算域模型，并簡(jiǎn)化處理；應(yīng)用Gambit和ICEM劃分網(wǎng)格；利用實(shí)驗(yàn)獲取中冷器邊界條件，采用Fluent數(shù)值計(jì)算的方法進(jìn)行計(jì)算分析。獲得中冷器散熱芯體原模型的壓降值為9326kPa，其散熱量為16058kW：百葉窗翅片原模型的壓降值為447291Pa，散熱量為28446W。通過Tecplot

4、的后處理，研究中冷器結(jié)構(gòu)流場(chǎng)的流動(dòng)、換熱性能特征，發(fā)現(xiàn)其性能還具有提升空間。其次，進(jìn)行中冷器臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，對(duì)比結(jié)果表明：在壓降方面，仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差為847％；在散熱量方面，其誤差為727％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果很好吻合，驗(yàn)證了CFD仿真計(jì)算的可行性。最后，本文建立中冷器散熱芯體和百葉窗翅片的優(yōu)化模型，對(duì)優(yōu)化后的各個(gè)方案模型采用相似的方法進(jìn)行CFD計(jì)算，得到不同結(jié)構(gòu)參數(shù)、不同進(jìn)氣流量下中冷器芯體和百葉窗

5、翅片的計(jì)算域的溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)，進(jìn)而研究其傳熱和流動(dòng)性能。在對(duì)中冷器散熱芯體優(yōu)化后，結(jié)果表明：增大中冷器排氣管道的直徑，其換熱系數(shù)變化不是很明顯，但芯體內(nèi)部的壓降降低2142％；降低中冷器的進(jìn)氣流量，其換熱系數(shù)降低最大降幅為1337％，但芯體內(nèi)部的壓降也最大減小2485％。對(duì)百葉窗翅片進(jìn)行優(yōu)化后，結(jié)果表明：減小百葉窗的角度，其翅片的換熱系數(shù)降低了211％，但壓降的最大減小幅度為3190％；增加百葉窗翅片的間距，換熱系數(shù)減小1224％，而冷