虚拟风洞下的车辆散热器模块性能改进

为了提升车辆散热器模块性能,保证车辆工作可靠性,在已有的研究基础上提出3种改进方案,依据图纸资料建立动力舱三维模型,使用热交换模型代替散热器模块,结合CFD数值方法在虚拟风洞内对各改进方案进行仿真,根据仿真结果进行评估。结果表明:3种改进方案均能提高车辆散热器模块性能,其中在消声器附近增加空气出口效果最好,与原始模型对比,中冷器、水、液压油散热器热流体出口温度分别降低了14.48%、1.39%、2.28%。     

基于CFD仿真的工程车辆动力舱散热性能改进分析

为改善工程车辆动力舱散热性能。首先,利用CFD数值仿真对国内某工程车辆动力舱模型进行分析,通过试验对仿真结果进行验证;随后,针对动力舱提出4种改进方案,并且利用CFD数值仿真对改进方案进行分析;最后,提取对比散热器组各热流体出口温度。结果表明:CFD仿真结果与试验数据最大误差为1.38%,在可接受范围内,验证了CFD仿真方法是可行的;对比4种改进方案,其均改善了动力舱的散热性能;采用规则的动力舱几何特征的换热效果最好,较原方案相比,总散热量提高了37.22 k W,液压油散热器的热流体出口温度下降最大为3.19℃。     

基于虚拟风洞的装载机动力舱热环境预测分析

为了改善装载机动力舱热环境,提高散热器的换热性能,保证整车工作的稳定性,以轮式装载机为研究对象,按照实际尺寸建立三维计算模型,采用虚拟风洞和数值模拟相结合的研究方法,预测排气系统对动力舱热环境和散热器性能的影响,并比较了在两种排气系统结构下散热器的换热效率。仿真结果与试验结果比较吻合,证明了计算模型的有效性。计算结果表明:采用隔热排气系统能够明显降低动力舱内空气的温度,改善舱内热环境,液压油散热器换热性能提高9.0%,水散热器换热性能提高7.3%,传动油散热器换热性能提高6.8%。研究结果对装载机整车热管理技术提供了指导。     

动力舱冷却模块优化匹配方法实验

为了优化商用车冷却系统的匹配设计,提出基于动力舱前端模块风洞实验的冷却模块优化匹配方法.并以某商用车为原型,进行应用验证.将动力舱内前端模块按设计要求试制成前端零部件模型、冷凝器、中冷器、水散热器4排布置,在风洞试验台上进行性能试验研究.完成冷却模块与风扇的匹配设计,并通过道路试验检验该冷却系统的运行性能.研究结果表明,在4.0～10.0 m/s风速下,单个水散热器的冷却风压降占舱内前端模块总压降的55%～58%,舱内零部件对压降约有3%～5%的影响. 当有效迎风速度达到7.0 m/s时,模块散热量已满足系统额定点要求.基于本方法匹配的冷却系统性能达到设计要求,前端冷却模块的匹配试验可提高系统设计精度,且有利于节能．     

工程车辆五位数翼型热管散热器性能对比分析

为提高某工程车辆散热器综合性能,根据厂商提供的尺寸参数,对其进行性能分析和结构优化。建立散热器单元体模型进行三维数值模拟计算,并将仿真结果与试验结果对比分析,以验证该模拟方法的准确性;以降低压力损失为前提,选用NACA23021翼型建立散热器热管模型,采用相同的仿真方法获取散热器空气侧压力损失和换热系数,进一步得出两者的综合性能评价因子j/f1/3;将NACA23021翼型管翅片综合评价因子与已发表文献中NACA0018仿真结果进行对比分析。研究结果表明:在入口空气流速为2~10 m/s范围内,散热器空气侧压力损失和换热系数的试验与仿真误差值小于5%;在仿真区间内,NACA23021翼型管翅片的综合评价因子较扁平管翅片平均高出约23%,较NACA0018翼型管翅片平均高出约9.7%,为该翼型管翅片散热器在工程车辆上应用提供了参考。     

中压IGBT模块用热电制冷集成微型平板热管散热器的研究

为满足绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块散热器散热性能的要求,设计了一套用于中压IGBT模块散热的主动式散热器,以热电制冷器为核心,和微型平板热管热并联连接集成分离热通道散热器。基于一维稳态传热理论建立了分离热通道散热器的热阻网络模型,分析了该散热器在性能、经济方面比传统热电制冷散热器的优势。仿真结果表明,相比传统的径向热通道散热器,分离热通道散热器提高了热电制冷器的制冷系数,拥有更大的散热极限。与常规的水冷散热器对比结果表明,分离热通道散热器适用于高温环境的小功率场合。该研究成果为改进IGBT模块主动散热器性能提供了一定参考。     

动力舱热流场分析及涡壳散热结构优化

散热结构作为动力舱的重要组成部分,对于动力舱性能的提升有着及其关键的作用。以某装甲车辆动力舱热流场作为研究对象,基于CFD虚拟仿真平台对动力舱涡壳散热结构进行建模与计算,并提出了三种涡壳结构的优化方案。在最恶劣工况(平原高温最大速度)下,对原涡壳结构和优化后的三种结构的模拟结果进行对比分析,结果显示方案1的温度降幅为最大,有效的优化了动力舱内的流场流动情况,及相应区域的温度均降到低于设计要求的最高温度(85℃),尤其是高压配电控制区(区域1)和电子器件集中区(区域3)的温度,最大限度的降低了能量损耗,大幅度提高了动力舱的可靠性、经济性和安全性。为后期车辆动力舱的散热系统的设计奠定了一定基础。     

CPU散热器数值模拟分析及其材料选择的研究

对CPU散热器冷却端空气(以后简称空气夹层)和散热肋片建立了三维计算模型,通过对空气夹层与散热肋片之间的耦合计算,不仅分析散热肋片内温度场的分布规律,而且分析空气夹层的流场和温度场的分布规律,还研究了散热肋片材料对其传热性能的影响,并指出了此种散热器设计上的不足,为CPU散热肋片的设计提供必要的理论依据.     

多风扇冷却模块导风罩深度结构研究

为揭示导风罩结构参数对多风扇冷却模块(MFCP)性能的影响,采用多重参考坐标系模型对风扇建模、采用多孔介质模型和热交换器模型对散热器建模,完成MFCP建模;搭建试验台架验证模型精度;利用该模型开展仿真计算.仿真结果表明:导风罩深度越大,模块气动和散热性能越好,性能可提升空间逐渐变小.考虑安装空间、制造成本等限制因素,定义最优导风罩深度(MOSD),利用仿真计算进一步探寻MOSD的影响因素.结果表明:模块中的风扇数量对MOSD的影响较小,对多风扇冷却模块导风罩深度的研究可简化为对单风扇冷却模块的研究;面积比越大,MOSD越大;长宽比参数(本研究取2.62)只有大到一定程度,才对MOSD有显著影响;散热器阻力特性和风扇转速对MOSD几乎没有影响.     

电动汽车永磁同步电机控制器水冷散热器的优化设计

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块是电机控制器中主要的发热源。为使IGBT模块工作在安全温度范围内,基于正交实验设计某电动汽车用45 kW永磁同步电机控制器水冷散热器。首先,在估算IGBT模块热损耗基础上,初步确定散热器结构,并通过热仿真确定影响散热器性能的主要因素;然后,采用正交实验法对冷却液流速、肋片高度、肋片厚度、肋片间距、扰流柱类型及散热器基板厚度等因素进行优化,获得散热器的最佳控制和结构参数。仿真结果表明,设计的散热器能够满足IGBT模块的散热需求。     

一体式变压器室内热环境影响因素的研究

室内热环境对主变压器的散热性能有重要影响。基于实地测试数据,建立了计算流体动力学数值模拟模型,改变通风方式、机械送风速度和负载率对一体式电力变压器室的室内热环境进行了研究。通过分析温度场、速度场、温度梯度和换气效率来评价4种通风方式的通风和散热效果。创建了位于散热器内部的两条直线,研究了机械送风速度和负载率的变化对散热器散热性能的影响。     

锯齿型翅片单元的流动与传热数值模拟

建立了2种板翅式散热器的锯齿型翅片通道的三维模型,仿真分析了散热器内部不同位置和区域的微观流动机制.通过风洞实验测量了散热器在3种工况下的工作效率.分析结果表明,翅片厚度、热侧通道的数量及高度对散热器的换热和阻力性能具有重要影响,并且雷诺数越大,则影响越显著.当雷诺数增大时,翅片表面换热系数和摩擦系数均增大.在同一雷诺数下,单个翅片的表面换热系数和摩擦系数均沿流向降低.计算与实验结果表明,采用计算流体力学（CFD）模拟分析方法,通过建立合适的模型及网格,不仅有助于了解散热器内部工作状况,而且能够获得有效的性能数据.     

通用电子设备舱用热虹吸管均热器性能

为保证有效散热,同时防止有害、潮湿的气体及粉尘等进入,将热虹吸管均热器用于通用电子设备舱,对不同热流功率(800～1 200 W)和不同环境温度(39～53℃)下热虹吸管均热器的散热特性进行试验研究.结果表明,热虹吸管均热器散热性能良好,除风机外无需任何附加动力消耗;不同热流功率、不同环境温度下,舱内外气流温差低于20℃时,热虹吸管均热器均能使舱内的气流温度不超过65℃;电子设备舱内外气流温差在11～17℃,适合内外温差为15℃左右的散热场合;热虹吸管均热器能效比(energy efficiency ratio,EER)为普通空调器的2～3倍,而成本为普通空调器的1/3～1/2,运行可靠性高.     

发动机缸体冷却液流动传热的三维CFD模拟

针对发动机冷却系统优化设计中存在冷却液的三维流动与传热的问题，为了提高发动机的冷却效率、降低高温零件的热负荷、实现整机的热量分配和热量利用，以4缸发动机为研究对象，利用计算流体动力学 (CFD)软件STAR-CD，对发动机缸体冷却水套内冷却液的流动和传热进行三维数值模拟.通过CAD建模、计算网格划分和给定边界条件，进行数值计算，给出了发动机冷却水套内冷却水的流场、压力场及表面传热系数分布，为进行发动机冷却水套内冷却液的流动和传热分析以及冷却水套的优化设计提供了理论依据.     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.     

装载机管片式散热器流动与传热特性数值分析

应用CFD软件对装载机管片式散热器空气侧流场、压力场和温度场进行了CFD研究。根据不同的空气质量流速,采用k-ε湍流模型对空气流动阻力和散热器换热系数进行数值模拟。与试验结果相比,CFD分析的空气流动阻力和散热器换热系数的平均误差小于10%,计算精度较高,该CFD模型可直接用于工程设计。     

内燃机散热器设计的新数学模型

提出内燃机散热器设计的Ｈ－ＮＥ数学模型。方法该模型是建立在多重非线性回归技术的基础上,并采用二次拟合方法光顺原始数据;通过对散热器优化设计的精确分析,得到一些充要的约束条件。结果应用该模型对１３０１Ｃ散热器进行了重新优化设计,新的散热器在传热系数和制造成本方面均低于原来的散热器。结论该模型用于散热器的设计,可使散热器性能提高,散热面积减小,并可拓展到适合的领域。     

城市地下综合管廊通风传热模型

为了优化地下管廊的通风设计,降低运行费用,建立苏州某地下管廊（UUT）一典型段的通风传热的解析模型. 考虑舱间传热、空气和廊壁的耦合传热以及土壤边界厚度的影响. 通过与计算流体动力学（CFD）模型的比较,验证解析模型的可靠性. 结果表明,廊内热源、通风换热和向土壤传热是影响舱内温度的主要因素,舱间传热的影响相对较小. 考虑降温需求的各舱室最低通风量受热源强度、进风温度（大气温度）和土壤温度影响较大,实际管廊最低通风量的计算须结合当地气象条件和管廊热源强度. 对于苏州地区地下综合管廊试验段,满负荷运行的电力舱和热力舱的最低通风换气次数分别为10、5次/h,而无热源的水信舱和燃气舱均可以按现行规范要求的最低换气次数设计通风量. 对于其他布置形式的管廊,可以采用类似的解析模型进行分析.     

基于温差电效应回收发动机废气余热的研究

通过理论分析、数值模拟与实验方法对基于温差电效应的发动机废气余热回收系统进行了系统的研究。用所搭建的单片温差发电器件（TEG）实验平台,对选用的TEG性能进行了测试实验。设计了用于发动机废气余热回收的热电系统单元,并对其性能进行了测试实验研究。根据CFD软件计算的发动机排气管流动与传热特性结果,分析了该热电回收系统在某发动机整个排气管上应用的收益情况,结果表明：在发动机标定工况下,总输出功率提高2.9%,燃油消耗率降低2.8%。     

装甲车辆柴油机试验台架冷却系统动态传热模型

基于集总参数法建立了一个装甲车辆柴油机试验台架冷却系统动态传热模型,考虑了柴油机机体、散热器、水泵及调温器的动态传热特性及工作特点,为冷却系统的设计与改进提供了依据;并在12V150涡轮增压柴油机进行了试验．该模型可用于柴油机冷却系统的动态传热研究．