动力舱结构对舱内气体流动传热特性影响分析

利用CFD数值模拟以及实验研究,对动力舱部件、进风格栅以及隔板对车辆作业时动力舱流动传热特性影响的分析,得到:对动力舱改进和散热性能提高的方法,栅对动力舱流动特性影响较大的因素是不同进气格,在散热总成四周加隔板能够有效阻止热风回流,提高动力舱散热效果.因而在系统匹配和优化中应合理设计其结构参数.     

干式变压器绕组风道设置方法对温升的影响研究

温升是指变压器某个部件和冷却介质温度之差,变压器绝缘所处的温度允许极限影响变压器的设计和制造成本,同时影响变压器运行的可靠性。为保证变压器的温升限值达到国家标准,除在满足负载损耗的前提下调整高低压绕组的电流密度外,还可通过在高低压绕组中设置风道以增加绕组的散热面积来实现。鉴于此,在保证绕组不变的情况下,变换风道的大小及数量,通过设计方案和实测值的对比分析,获得一种较优的绕组风道设置方法。     

中型高压电机轴径向混合通风结构的强化散热特性模拟

为了提升电机的通风冷却性能、降低其运行温升,以一台400 kW中型高压电机为例,采用轴径向混合通风结构,通过磁-流-固耦合模拟研究整体电机稳态条件下温升影响规律,提出温升均匀性系数对两种通风结构的冷却效果进行量化评价。研究结果表明：相对于轴向通风结构,混合通风结构温升分布更加均匀,在电机内层和外层绕组温升均匀性系数分别提高了85.78%和6.23%;进一步探讨了径向风道高度及数量对电机温升的影响,径向风道高度为6 mm、径向风道数量为13个时冷却效果最好。     

结合数值模拟计算动力舱内的熵产

为了更好地优化动力舱内的温度分布,保障工程车辆的高效稳定运行,以工程车辆动力舱为研究对象,基于热力学第二定律中的熵的概念建立评价体系,用熵方程检验动力舱内空气流动过程中的熵产,通过CFD数值仿真与熵产模型结合的方式计算动力舱内的熵产。结果表明:动力舱内温差熵产远大于摩擦熵产,在以后的优化过程中应该更多地关注同时减少温差熵产,通过对动力舱内熵产的计算,为今后工程车辆动力舱的优化提供了新的评价标准。     

汽轮发电机转子径向通风冷却系统流量分配研究

在转子径向通风冷却系统中,副槽结构、径向风道分布、槽楔出风口直径等参数,直接影响转子风道冷却介质流动特性.为减少转子径向通风系统转子轴向的温差及其热应力,必须使转子沿轴向各径向风道内冷却介质流量分布尽可能均匀.针对转子径向通风冷却系统的结构特点,建立径向通风系统的冷却介质流量分配离散模型.应用该模型对300 MW水-氢-氢汽轮发电机和125 MW空冷汽轮发电机转子径向通风系统进行计算.分析探讨不同转子副槽结构对径向风道流量分配的影响.研究结果表明,采用变副槽结构设计可较好地调整各径向风道流量偏差,且副槽倾斜角存在最优值.研究结果对汽轮发电机转子径向通风系统的设计具有指导意义.     

动力舱排烟管引射口外形结构优化研究

以某车辆动力舱热流场为研究对象,使用虚拟仿真技术对动力舱结构和内流场进行建模,计算车辆本身引射口的流场分布,通过改变引射口的长度和扩散角度改善舱内的温度环境。分别对比原长度和原角度与优化后长度和角度的流场分布云图,综合分析这些计算结果,获得合适的结构优化结果。最终实现降低舱内工作温度、优化舱内流场的目标,为车辆动力舱的设计奠定了一定的基础。     

高功率密度推进系统热管理关键技术

高功率密度推进系统产热部件多,温度范围广,对车辆热管理系统提出了很高的要求。文章从推进系统冷却润滑需求分析、一体化热管理系统总体方案设计、一体化热管理系统建模分析、动力舱空气流动与传热CFD仿真、一体化热管理系统自适应控制技术、关键部件技术等方面分析了实现高功率密度推进系统热管理系统的若干关键技术及其研究方法。     

轻型纯电动商用车动力电池冷却性能分析

以国内某轻型客车用电池包为研究对象,对现有电池冷却方案进行了性能试验对比和数据分析,分析结果表明:单一试验工况自然冷却温升缓慢,前后两箱温升趋势一致,温差小,一致性好。强制冷却方式风道进口处因受到舱内较冷空气流影响,温度最低点出现在进口侧,且前箱出风口不顺畅,后箱产生的热量带到前箱后不能及时排出,导致前箱比后箱温度普遍要高些,电池最高温度点在前箱的总正、总负极柱点;温差大,一致性差。顺序试验工况电池最高温度自然冷却比强制冷却高4℃,温差自然冷却比强制冷却低10℃左右。通过分析,确定了电池最终的冷却形式,为后续同类纯电动车型电池冷却设计提供了考核方法和相关参考依据。     

关于某动力舱段壳体色差问题的分析与处理

动力舱段壳体是某产品的关键零件之一,在科研试制阶段部分壳体阳极氧化后存在明显色差问题,严重影响该型产品的研制进度。针对动力舱段壳体阳极氧化色差问题,根据解剖试验结果和对铸锭加工过程的影响因素进行排查,最终确定故障原因并提出了改进措施。经验证措施有效,成功解决了动力舱段壳体阳极氧化色差问题。     

重型商用车冷却系统性能优化

针对某商用车冷却系统散热性能不足,发动机出水温度偏高问题,运用数值模拟仿真方法对该车发动机机舱内的流场与温度进行仿真分析。经过分析发现冷却余量不足主要由冷却风量不足和散热器部分热风回流所导致。分别对冷却系统重要部件散热器、风扇和导风罩进行优化改进,并加以匹配分析得到最优组合方案,有效解决了问题。仿真结果显示,组合方案有效提高了冷却系统的冷却性能,通过实车测试验证模型可靠性误差率为1.1%,散热器冷却常数K值较原型降低了8.3℃,有效改善了发动机舱的散热环境。     

车载式全固态发射机结构与热设计

全固态发射机功耗大、产生的热量高,安装于方舱内时因空间狭小、设备密集导致各组件和机柜温度不均匀、冷却效果差。文中通过对功率放大单元总功耗的核算,采取功放模块和稳压电源模块的散热器上下并排安装、风道共用的由前至后、左右双风机抽风的风冷散热方式,设计了末级高功放的微波功率管和开关电源的调整管等发热器件直接镶嵌在经过铣槽抛光的铝质散热器内的结构形式。经过对结果的核算,验证了该热设计的合理性,对于高密度固态发射机结构总体方案的设计和工程实践具有借鉴意义。     

基于CFD的飞机客舱热舒适性和污染物浓度分布的数值模拟

应用CFD方法建立了Boeing 737头等客舱内环境和飞机管道的三维模型,对客舱内流场进行仿真分析,模拟分析了在不同送风速度时的温度场、速度场、污染物NO2的浓度场。以客舱内的空气分布特性指标(Air Diffusion Performance Index,ADPI)作为热舒适评价依据,以客舱内NO2的浓度反映客舱的空气质量,采集所需要的数据,通过Gaussian拟合曲线法,作出ADPI、客舱内NO2浓度与送风口速度的函数关系,再建立一个综合评价热舒适性和NO2浓度分布的目标函数,最后求出目标函数取最大值时候的送风速度,这个速度可以为实际桥载空调控制中送风速度的选取提供参考。     

基于ADINA的风机增速箱冷却系统分析

风电齿轮箱作为风电机组中的核心部件,其维修非常困难,维修费用也极高,为防止齿轮箱的轮齿因超常规的重型负荷而发生损伤故障,研究了风电齿轮箱由于传动摩擦产生热量的分布以及热量传递的特点,分析了风机增速齿轮箱的结构特点,在UG软件中完成增速齿轮箱的参数化模型造型,并导入ADINA软件对齿轮的温度和热应力变化情况进行有限元分析,通过对计算结果的分析,总结出风机冷却系统的设计思路,为风机增速箱冷却系统的设计提供了理论依据.     

基于支持向量回归的温度场数值分析

为深入分析并提取温度场的参数化特征,提出一种基于支持向量回归的温度场数值分析方法。首先利用常用的有限元分析方法建立被研究对象的温度场模型,进而抽取模型节点及温度信息数据;然后,对被研究的结构进行特征分区,并据此确定分析的敏感方向;最后借助支持向量回归方法对各分区数据进行分片回归分析,并提取温度场的参数化特征信息,获得对被研究对象整体传热性能的综合定量评价。对换热器冷却栅的仿真分析结果证明了该方法的有效性,也显示了它在过程自动化控制以及机械结构优化设计等方面具有较大的应用潜力。     

基于流场调控的商用车动力舱多目标优化

针对某商用车动力舱的扬尘、散热及驾乘热舒适性差等问题,提出了基于CFD数值仿真+叠加优化的动力舱流场调控优化方法.对原车动力舱内流场进行仿真分析,指出减小气流阻力、增大进风量是改善动力舱性能的基础.对散热器、冷却风扇以及护风罩进行叠加优化以实现对动力舱流场性能调控优化,结果表明:优化后进风量增大70.9％,进风温升比原...     

某毫米波功放组件液冷散热设计

随着雷达技术的提升,阵列化排布的毫米波功放组件逐渐应用于相控阵体制的雷达之中。体积小、散热量大、热流密度高是毫米波功放组件的典型特征。如何在极小的体积内实现功放组件的液冷散热集成成为毫米波相控阵体制雷达应用的瓶颈。文中通过对功放组件的结构进行优化设计,实现在5 mm组阵间距条件下功放组件的液冷散热集成,对毫米波功放组件的流量特性与温度特性进行数值求解,通过电气补偿电路消除核心芯片温度分布的影响。     

The effects of using different type of inlet vents on the thermal characteristics of the automobile cabin and the human body during cooling period

A three-dimensional (3-D) transient numerical analysis was performed inside an automobile cabin during cooling period. A three-dimensional vehicle cabin including glazing surfaces was modelled by using the real dimensions of a car. A virtual manikin with real dimensions and physiological shape was added to the model of the vehicle cabin, and it was assumed that the manikin surfaces were subjected to constant temperature. The virtual manikin was divided into 17 parts in standing posture to evaluate the local heat transfer characteristics of the human body during transient cooling period. We considered three different cases that the cooling capacity of the automobile cabin was same for all cases. Three-dimensional fluid flow, temperature distribution and heat transfer characteristics inside the automobile cabin were calculated with different type of inlet vents. Comparisons of the numerical results were presented and discussed.     

某数字T/R组件微通道液冷冷板的热设计

文中针对某大功率数字T/R组件局部热流密度较高的特点,提出了微通道散热模块与蛇形流道相结合的散热方式,设计了带有微通道模块的液冷冷板,通过仿真分析优化了微通道模块的几何参数,并验证了液冷冷板的散热效果。结果表明：微通道模块对散热效果改善明显,可保障电子元件工作在允许的温度范围内。该设计方式值得在局部热流密度过高的液冷冷板设计中推广应用。     

热管模组在机载ATR密闭机箱中的应用研究

某机载电子设备（ATR）密闭机箱内集成了多个中央处理器（Central Processing Unit, CPU）热源,单个CPU热源的热功耗达到了80 W。为了解決整机在高温环境下的散热问题,文中给出了一种基于热管模组的机箱散热结构。通过对热管模组的结构设计,在实现机箱密闭结构的基础上,将每个热源的热量快速传导至机箱两侧的风道内,提高了热源与外界热沉之间的导热效率。对热管模组中的热传导结构、肋片散热器的参数设置以及风机选型进行了理论分析计算,得出了热管模组具有导热效率高、热阻低的性能特点。借助ANSYS Icepak热仿真软件,对热管模组的散热性能进行了模拟仿真,并对仿真结果与设备在高温试验环境下CPU的温度测试结果进行了对比。对比结果表明,热仿真在设计阶段能够比较真实地反映热设计效果,热管模组的散热性能满足机箱的散热需求,解决了机箱内部多热源的散热问题。文中解决ATR密闭机箱多热源散热设计的有效方法对类似机箱的热设计具有参考价值。     

3种置换通风方式下舱室内流场数值分析

针对置换通风方式下舱室内流场分布情况,采用RNG k-ε涡粘性湍流数学模型,建立了常用的3种不同置换通风方式下的舱室分析模型,对舱室内速度场、温度场及污染物浓度分布情况进行了数值分析。根据《乘用车内空气质量评价指南GB/T 27630—2011》中的评价方法,对3种通风方式进行了对比分析。结果表明:前进后出置换通风方式能够有效降低舱室内工作区域CO2浓度,温度调节能力强,且温度变化梯度小,可使舱室内工作区域得到品质较高的空气分布、较好的热舒适度和较高的通风效率。该种置换通风方式可用于舱室内空调通风系统的设计。