和谐HXD1型机车电器屏柜散热系统设计的分析与优化

建立了和谐HXD1型机车电器屏柜散热系统的三维模型并进行数值模拟,通过计算得出该散热系统的速度场和温度场,与实验结果相比较验证了设计的合理性,同时比较了不同风扇与不同热源位置情况下系统的散热性能,得出风扇的配置对强迫风冷流场有决定性作用,增大风扇的风速可以提高散热效果,但其散热效率随着功率的升高逐渐下降,合理的热源布局可以优化流场,提高散热性能。     

密闭机箱风冷散热结构设计与分析

文中以在严酷环境条件下使用的某型便携式电子设备为研究对象,结合传统机箱结构,设计出一款在高温环境下强迫风冷散热的密闭机箱。通过中空盖板设计,让气流在中空盖板内流动,以提高发热芯片与空气的换热速度,有效地降低整机设备及内部模块的温度,保证设备在湿热、盐雾、淋雨、高温等恶劣环境下能长时间正常工作。为了验证该强迫空冷散热设计的可实施性和量化设计指标,利用ANSYS Fluent软件对其结构装置在不同环境温度和风扇功率下的散热效果进行了三维仿真。仿真结果表明,中空盖板内的最优通风风速为1.5 m/s,该通风风速可使密闭机箱的散热效果与电能消耗达到最优平衡。     

基于FloEFD的机载电子设备流场仿真分析

机载电子设备风冷散热的冷却效果与流场有密切关系,必须合理设计流道并分配气流。文中利用FloEFD软件对某机载电子设备改进前后的结构进行了流场仿真分析,优化了电子设备流场分布,有效降低了设备流阻,同时提高了流量分配的均匀性。结果表明,基于FloEFD的电子设备流场仿真技术可以有效缩短研发周期,很大程度上提高了电子设备设计水平。     

基于虚拟正交试验的发动机冷却风扇设计参数优化

汽车冷却风扇的设计参数决定其工作性能,进而对整车散热性能有直接影响。采用计算流体力学的方法,分析风扇轴向伸入距离、风扇与风扇罩径向间隙和风扇旋转中心偏移距离三种不同参数对散热器进风量和风扇有效功率的影响规律。在此基础上,通过虚拟正交试验的多目标耦合分析,得到风扇设计参数的优化方案。并通过数值仿真与整车热平衡试验对优化方案进行验证。结果显示,优化后车型在模拟爬坡工况下,散热器,冷凝器进风量和风扇有效功率分别提升10.89%、4.08%和12.78%,发动机表面温度降低0.91℃,发动机舱散热性能显著提升,内部温度分布状况明显改善。     

某机载机箱的热仿真分析研究

在提高机载雷达电子设备的散热可靠性、保证设备稳定可靠运行方面,电子设备的热仿真分析十分关键。机载机箱结构复杂,插件较多,因此若直接进行详细建模计算,则网格数量大,计算时间长,计算效率低。文中采用Icepak软件的Zoom-in功能对机箱分别进行了系统级及板级的仿真模拟分析,得出了机箱整体温度场、流场以及关键元件的温度分布。同时还利用该方法研究了机箱插件在不同飞行高度下的温度特征。该方法提高了仿真计算效率,为机箱插件布局及散热优化设计提供了新思路。     

基于惩罚函数法车辆冷却风扇数值优化设计

冷却风扇是发动机正常散热的重要保证,同时也是耗能单元,在满足散热模块对风量、风压要求的前提下,降低冷却风扇对发动机的能量消耗。针对车辆用冷却风扇相关性能参数进行分析,根据结构特点建立数学模型,参考设计空间尺寸和其他参数要求,设定优化设计的目标函数和约束条件,基于惩罚函数法对冷却风扇进行结构优化设计。基于冷却风扇风洞试验和发动机冷却系统台架试验,对比优化前后冷却风扇的性能差异。结果可知,冷却风扇的能耗降低,而效率提高,散热效果基本不变;优化设计达到提高效率降低功耗的目的,风扇效率提高约6%,静压变化小于1%,可认为基本无变化;发动机台架试验表明应用该优化设计方法后,冷却风散与发动机匹配性良好,散热效果达到优化前设计要求;可以在保证风量风压要求的前提下,通过优化风扇相关性能参数,降低冷却风扇自身能耗。     

小型通信机箱的板卡散热优化设计

小型通信机箱由于板卡和器件的集成度高,过热问题比较显著。由于风扇是旋转出流,导致机箱内部流场分布是不均恒,为了改善机箱的散热状况,优化NT板卡的布局。NT板上Chip1的高温问题比较突出,希望能够将其降低到合理的温度范围。由于LT板卡处于流场下游,卡门涡街会影响板卡的散热,更改LT板卡上的芯片41,42,43,44的布局,错开叉排布置,重新测试Chip44的温度,得出最高降低5.72℃.     

发动机冷却风扇性能的优化设计研究

针对面向性能的发动机冷却风扇叶片几何形状优化的问题,将参数化建模技术应用到对冷却风扇叶片安装角的描述中,建立了冷却风扇的参数化模型,以多学科优化平台Isight和商业流体模拟软件Fluent为基础,建立了一种模型参数化、网格划分、CFD分析和多目标优化相结合的发动机冷却风扇优化集成平台,并运用非支配排序遗传算法对冷却风扇进行了优化。对优化结果与试验结果进行了对比,分析了冷却风扇的内部流场。研究结果表明,优化后的风扇模型静压提高了12.840 6%,动压和风扇效率也有所提高,冷却风扇的整体性能得到了优化。     

内燃机冷却风扇流固耦合分析

随着内燃机动办性能和转速的不断提高,冷却散热问题越来越受到重视,因而对冷却风扇的研究有重要意义.高速旋转的冷却风扇,叶片受风力反作用后的变形对风扇的性能有很大的影响.利用商业软件SC/Tetra和ANSYS,把流场计算得到的叶片表面压力映射到结构分析中去,考虑流场与结构的相互作用,以流固耦合理论来分析叶片变形前后冷却风扇性能的改变.     

感应交流电机冷却系统模拟及冷却风扇优化

运用CFD(computational fluid dynamics)软件ANSYS的Fluent 15.0模块,以某感应交流电机为例,使用流固耦合的方式分析其冷却系统在额定工况的流场分布。通过冷却风扇叶片间的流动分布状况,定、转子通风槽内部流动分布状况及主要发热部件的表面温降状况,对电机冷却系统的散热性能进行评价。最后基于增大流量的优化思路,通过改变冷却风扇出口角的方法对冷却系统进行优化设计,并将优化前、后冷却系统散热性能进行比较分析。结果为当冷却风扇出口角为45°时,电机冷却系统换热性能更好。     

通风机流通特性测试中进、排气风室测量结果的实验研究

利用GB/T 1236-2000规定的A型排气风室和进气风室对离心风机和轴流风机分别进行性能测试对比,研究流量、静压、总压及风机效率等试验结果存在的差异和分布的规律.通过大量实验,在仔细分析实验数据的基础上给出相应的结论,并运用流体力学和流体机械的基本理论和原理对结论进行分析.     

Numerical and experimental investigation of the bell-mouth inlet design of a centrifugal fan for higher internal flow rate

The energy efficiency of a household refrigerator is one of the most critical characteristics considered by manufacturers and consumers. Numerous studies in various fields have been conducted to increase energy efficiency. One of the most efficient methods to reduce the energy consumption of a refrigerator is by improving the performance of fans inside the refrigerator. A number of studies reported various ways to enhance fan performance. However, the majority of these studies focused solely on the fan and did not consider the working environment of the fan, such as the inlet and outlet flow characteristics. The expected performance of fans developed without consideration of these characteristics cannot be determined because complex inlet and outlet flow passage could adversely affect performance. This study investigates the effects of the design of the bell-mouth inlet on the performance of a centrifugal fan in a household refrigerator. In preliminary numerical studies, significant flow loss is identified through the bell-mouth inlet in the target fan system. Several design factors such as tip clearance, inner fence, motor-box struts, and guide vane are proposed to resolve these flow losses. The effects of these factors on fan performance are investigated using computational fluid dynamics techniques to solve incompressible Reynolds-averaged Navier-Stokes equations for predicting the circulating flow of the fan. Experiments are then performed to validate the numerical predictions. Results indicate that four design factors positively affect fan performance in terms of flow rate. The guide vane is the most effective design factor to consider for improving fan performance. Further studies are conducted to investigate the detailed effects of the guide vane by varying its install angle, install location, height, and length. These studies determine the optimum design of the guide vane to achieve the highest performance of the fan and the related flow characteristics around the bell mouth.     

小型后向离心风机叶片接长改善风机性能的方法

将叶片向风机进口区域延伸接长,并使之成为斜切状,能有效地改善风机过流通道通流品质,提高风机压力.本文研究对象为小型后向离心风机,通过对比原叶片风机与两种不同接长斜切状叶片的风机数值模拟结果,说明接长叶片是可以提高风机性能的一种方法.     

PERFORMANCE IMPROVEMENT OF CENTRIFUGAL FAN BY MEANS OF NUMERICAL SIMULATION

Numerical simulation is used to investigate the flow field in a model centrifugal fan for steam power stations in order to improve the performance. During testing the model fan, it is found that the efficiency is only 62.5% with inlet box, without it the efficiency is 83%. In addition, the strong vibration of test rig is observed with inlet box. It would be highly desirable if the aerodynamics of the fan could be studied. Therefore, numerical simulation is carried out to investigate the internal flow characteristics of a model fan with inlet box. The results from CFD analysis show that the whole region of the inlet box is occupied by a spiral vortex rotating inversely as the rotor's direction, which significantly affect the most flow region inside the fan. For this reason, a dummy plate is arranged in the inlet box to impede the generation of the spiral vortex, the results from CFD after the reform demonstrate that the modification is quiet effective, the former large spiral vertex has been destroyed effectively, the large one is superseded in favor of two small vortexes. However, two small vortexes have little effect on the inner flow of the rotor and the following parts. Finally, the efficiency of the model fan is improved by the test and the strong vibration of the test rig disappears. This type of modification has been used in steam power stations, the fan efficiency raises to 84% successfully.     

进风口曲线形状对电壁炉用贯流风机性能的影响

研究了电壁炉用贯流风机的流场。数值比较了不同进风口曲线(直线、圆弧和折线)下贯流风机的压力场、速度场和流线分布,并对风机出风口处的仿真速度和实验速度进行了比较,证明了计算流体力学(Computational F lu id Dynam ics,CFD)方法对贯流风机数值仿真的正确性,并得到不同收敛精度下进风口曲线形状对风机性能的影响,为电壁炉用贯流风机优化设计奠定了基础。     

基于Flotherm的集装箱散热设计

Flotherm已被广泛用于电子设备的模拟仿真,能够较为准确地模拟电子设备的温度及压力分布。文中使用Flotherm对集装箱进行热仿真,获得了系统的温度场和压力场,在此基础上为系统确定了合理的散热方案并完成了散热器和风机的选型。同时还对集装箱进行了热测试,并对测试数据与仿真结果进行了对比和误差分析。文中的研究结果对后续的热仿真分析和优化具有重要的指导意义。     

基于双进双出流径液冷系统散热的电池模块热特性分析

选取双进双出流径液冷系统作为研究对象,采用试验的方法,对2并12串的电池模块热特性进行分析,结果表明：室温下,液冷系统的散热性能并不是随进液流量增大而改善的,而是呈现先提高后降低的趋势,进液流量为450L/h时满足最佳散热要求,同时也具有最佳的散热效率;电池模块中部间隙增大4mm时的散热性能同样不是随着进液流量增大而改善的,与原电池模块相比,最高温升和内部最大温差均有所降低,散热性能得到改善;35℃环境温度下,相同进液流量时的电池模块内部温差较室温时变大,
可见冷却液温度过多地低于环境温度并不一定会改善电动汽车液冷系统的散热性能,
而45℃环境温度下液冷系统的散热性能更差。所得结论为液冷系统散热性能分析提供了参考依据。
     

离心风机进口间隙泄漏数值模拟分析

使用CFD数值计算软件对5.6号离心风机进风口与叶轮径向间隙（径向间隙δr与叶轮直径D2比值）分别为1mm （0.18%）、2mm （0.36%）、3mm（0.54%）和4mm（0.71%）时的整机进行三维数值模拟,并且与叶轮和进风口没有间隙的离心风机数值模拟结果进行对比。分析间隙对内部流场的影响,总结得到该离心风机全压、内功率和内效率随间隙变化情况。