汽车散热器结构优化研究

散热器是汽车发动机冷却系统的重要组成部分.采用多孔介质模型对汽车散热器进行简化,对其温度场和流场进行了仿真计算.分别模拟计算了进、出水口位置以及水管排数不同时散热器的换热性能,分析比较了它们的换热特性和流动特性以获得进、出水口位置及水管排数对管带式散热器性能的影响,研究了散热器结构优化的方向.利用风洞试验台进行了试验,并将试验值和数值模拟值进行了对比分析,验证了数值模拟的正确性.     

基于GT_COOL的质子交换膜燃料电池发动机冷却系统仿真

运用GT-COOL软件建立了30 kW质子交换膜燃料电池发动机冷却系统的一维仿真模型,该模型主要由电堆、水泵、风扇和散热器子模型组成。利用该模型对燃料电池在各工况点的冷却系统散热特性进行仿真,并将仿真结果与实验数据进行比较分析,仿真结果与实验值的相对误差在5%以内,表明所建模型是合理的。     

内燃机车冷却系统虚拟样机建模与仿真研究

为研究内燃机车冷却系统中各元件工作性能匹配性及在工作过程中物理参数变化的问题,将冷却系统简化为原理模型,使用内燃机仿真软件GT-SUITE的COOL模块与CFD计算软件Fluent搭建冷却系统虚拟样机,实现一维与三维流动问题的耦合计算,获得散热器内空气流动的温度与速度变化矢量图。计算了中冷器、机油热交换器及静液压油热交换器的工作温度变化情况,并验证了气缸套传出的热量与冷却水吸收的热量相平衡。试验值与计算值的最大相对误差小于5%,通过试验验证了模型计算结果的准确性和可行性。     

装甲车辆发动机冷却系统空气流动的仿真模型

基于一维动态可压缩气体流动方程建立了装甲车辆发动机冷却系统空气流动的仿真模型 ,考虑了车辆动力舱内流道几何尺寸、壁面摩擦、散热器传热、风扇做功以及分支流动对冷却气流的影响。对一台履带式装甲车辆发动机冷却系统的空气流动进行了实例仿真计算 ,为研究装甲车辆发动机冷却系统空气流动的性能提供了一种理论分析手段。     

自由活塞发动机结构传热特性

建立了系统动力学、缸内热力学与结构传热耦合仿真模型,并试验验证了仿真模型准确性.通过仿真对比了相同结构及工况下燃烧室各部件在自由活塞式发动机与曲轴式发动机两种形式运行时热负荷、传热损失及结构温度上的差异性.结果表明:自由活塞发动机燃烧室部件所受热负荷的峰值和作用时间小于曲轴式发动机,具有较小的传热损失与较高的能量转换效率;受活塞运动规律的影响,其缸内燃气与缸套对流传热量占结构总传热量的比例较高;各结构关键点的温度值与温度波动幅度低于曲轴式发动机,热负荷较小,性能有进一步提升的潜力.     

某重型商用车冷却系统的一维仿真与匹配分析

利用整车热管理仿真软件KULI,建立了某重型商用车发动机冷却系统一维仿真模型,以冷却系统主要部件的物理参数和性能参数作为边界条件,进行标定工况的计算分析并与试验进行对比,验证了仿真的准确性,对冷却系统部分参数进行匹配,分析了影响该发动机冷却系统的各个因素.     

车用内燃机整机热平衡动态传热模型

提出了一个基于集总参数法的发动机动态热平衡模型,考虑了发动机燃烧室的传热、发动机主要部件的传热、冷却系统和润滑系统的工作。建立了燃烧气体与发动机部件、各部件之间、部件与冷却液、部件与润滑油、部件与周围空气之间的热耦合计算公式,对一台单缸柴油机的热平衡及主要部件的温度进行了计算．结果证实该模型可用于发动机热平衡的研究。     

车用内燃机冷却系统动态传热模型

提出了一个基于集总参数法的车用内燃机冷却系统动态传热模型。考虑了内燃机燃烧室、散热器和水泵的传热和冷却系统的工作,建立了机体、散热器、水泵与冷却介质之间的热耦合计算公式。对一台单缸柴油机冷却系的稳态及动态温度进行了计算,结果证实该模型可用于内燃机冷却系统的动态传热特性研究。     

装载机热管理仿真与试验研究

通过一维/三维耦合仿真方法进行装载机热管理仿真计算,建立装载机整车三维模型,利用Fluent商业软件计算发动机舱内的空气流动。计算结果表明:散热器进风不均匀,散热器上部与下部形成热风回流,整机左右两侧进风口的进风不畅和风扇周围形成多处涡流;利用三维仿真得到的散热器进口风量,在一维仿真中反推机舱阻力系数,利用KULI商业软件,计算发动机出水温度、液压油散热器进口温度、传动油散热器进口温度;通过仿真数据与试验数据的对比,验证了一维/三维耦合仿真的准确性。     

基于KULI的某重型商用车发动机冷却系统的仿真与试验研究

以某重型商用车发动机冷却系统为研究对象,利用整车热管理仿真软件KULI建立了冷却系统模型,进行了发动机冷却系统的仿真计算,并与试验数值进行比对分析.结果表明:仿真结果与试验数值吻合较好,仿真模型可靠,为发动机冷却系统的设计与匹配提供理论依据,通过软件仿真可以大大提高冷却系统分析效率,节省试验费用.     

Performance prediction of proton exchange membrane fuel cell engine thermal management system using 1D and 3D integrating numerical simulation

The cooling system of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) engine was simulated by 1D and 3D collaborative simulation method. Firstly, the resistance characteristics of the flow channel are obtained by simulating the airside flow model. A three-dimensional simulation model including dual fans and radiator is also established to simulate the airflow distribution. The one-dimensional simulation model of 30 kW PEMFC engine cooling system that are mainly composed of a thermostat, water pump, and fan and radiator model is established. Secondly, the heat dissipation performance of the cooling system is calculated by using the coupled simulation model. It is found that the simulation results of the amount of heat transferred are in good agreement with the experimental data by compromising, which proves that the model is reasonable. Finally, the thermal performance of the extreme operating conditions of the PEMFC system is simulated by means of a simulation model. By monitoring the flow of the pump and the fan speed, we can maintain the stack internal heat balances, so that the stack efficient and stable operation. The results demonstrate that the 3D simulation can get the distribution of fluid flow more accurately, while the simulation time of 1D thermal system is short and can guide the matching of heat transfer parts quickly.     

A review on air flow and coolant flow circuit in vehicles’ cooling system

Engine cooling system plays an important role to maintain the operating temperature of engine. The coolant circuit initiates by picking up heat at water jackets. With the pressure gradient exists in coolant circuit, hot coolant flows out from engine to radiator or to bypass circuit (during cold start). The under hood air flow carries heat away at radiator after the air flows through numerous hood components. The coolant flow circuit and air flow circuit meet each other and exchange heat at radiator. Extensive researches are carried out to study vehicles’ cooling system extensively either numerically or experimentally. The research covers many individual topics which include numerical modelling of engine cooling system, under hood air flow, heat transfer at water jacket, heat transfer at radiator and coolants’ after-boiling phenomenon.     

满足排放法规的发动机冷却散热规律的研究

以满足发动机日益严格的排放法规的要求和进程为基本目标,基于发动机热平衡的结果和分析,对冷却系统的冷却器组件(水散热器,中冷器和机油冷却器)所需要的设计散热量做了调查和研究,得出了一些可用于分类比较、定量(在调查范围内)的经验统计规律和趋势。且已经尝试、成功用于指导冷却器的参数确定和研制,具有实用意义。继续跟踪发展,扩大范围、积累和更新规律,将有利于公司的冷却器产品设计生产尽快实现与现代发动机的同步和优化发展,更好的满足国内外客户要求。     

卧式柴油机冷却水流动特性的影响因素研究

针对卧式柴油机强制冷却闭式循环系统水套结构,试验研究了不同工况下水套入口流量及关键点的温度和压力。采用计算流体动力学(CFD)三维模拟的方法建立了冷却水流动仿真模型,并进行了试验验证。设计了冷却水套结构参数正交方案,通过CFD模拟分析了水泵出水流量、公共水腔截面形状和面积、缸体及缸盖入水孔的设置和分布等水套结构参数对冷却水流动的影响关系。研究结果表明:卧式柴油机缸体入水孔截面积和布置对缸体水套冷却水流动、冷却效果和冷却均匀性有很大的影响;卧式柴油机缸盖入水孔的位置、孔数和截面积等结构参数对缸盖水套的冷却水流动、冷却效果、冷却均匀性及进/排气侧的冷却分布等均有很大的影响。     

工程机械柴油机动态工况冷却系统热平衡研究

从工程机械动态性能匹配理论研究出发,解决在连续高负荷、高温环境工况条件下工程机械柴油机冷却系统温度过高问题.对传统柴油机冷却系统模型进行动态化、精细化和模块化改良,提出了动态工况下的工程机械柴油机冷却系统热平衡模型.系统模型以柴油机转速随时间变化作为输入,各子系统模块均采用动态模型表征,并细化考虑了发动机舱温度对风扇进风温度的影响,以提高精度.模型能够反映转速变化对于冷却系统温度变化的动态特性,并通过与试验结果的比较,验证了该模型描述工程机械动态工况下冷却系统性能的有效性.     

电控配气柴油机性能分析研究

针对TBD234V6型柴油机的配气系统,设计了电控可变气门系统,并应用相关软件模拟气门运动规律。运用GT-POWER软件建立该柴油机的模型,计算柴油机功率、扭矩、燃油消耗率等参数,并用试验验证仿真模型的准确性。利用该模型研究分析了柴油机配置电控可变气门后的工作过程及性能变化规律。结果表明:利用该电液控制配气机构代替传统的配气机构,设计与柴油机运行相对匹配的气门运动规律,有利于柴油机动力性和经济性的提升。     

小型高速柴油机主构件的动态变形研究

本文利用试验模态技术建立S1100柴油机主构件的动力学模型,并模拟工作状况,预测各点的动态变形。其研究结果为柴油机的故障诊断、结构的优化设计提供了可靠的科学方法。     

Dynamic first principles model of a complete reversible fuel cell system

A dynamic model of a discrete reversible fuel cell (RFC) system has been developed in a Matlab Simulink^® environment. The model incorporates first principles dynamic component models of a proton exchange membrane (PEM) fuel cell, a PEM electrolyzer, a metal hydride hydrogen storage tank, and a cooling system radiator, as well as empirical models of balance of plant components. Dynamic simulations show unique charging and discharging control issues and highlight factors contributing to overall system efficiency.