基于计算流体力学汽车冷却风扇优化设计

发动机是汽车的动力源,而冷却风扇是发动机正常工作的重要保证。基于计算流体力学分析方法,对影响冷却风扇性能的结构参数进行分析,对冷却风扇进行优化设计。建立不同轮毂比、叶片数等的三维模型,利用计算流体力学软件FLUENT对模型进行流场分析,选取入口静压、空气流量、有效功率等参数的变化规律进行对比分析,并采用正交分析法分析二者综合作用下冷却风扇结构参数的最优值。选取优化后冷却风扇轮毂比为0.45、风扇叶片10片,采用风洞试验和发动机台架试验对比优化前后冷却风扇性能变化,并对仿真分析的准确性进行验证。结果可知,优化设计后冷却性能变化明显,仿真与试验误差在5%以内,研究方法和结论可以作为设计生产的参考依据。     

基于NSGA-Ⅱ的发动机冷却风扇叶片优化设计

以UG和Fluent流体仿真软件为基础,进行发动机冷却风扇参数化建模和数值仿真研究。利用CAESES多学科优化平台,搭建发动机冷却风扇设计、仿真和优化一体化平台,基于响应面近似模型和多目标遗传算法NSGA-Ⅱ,对冷却风扇的流量和功率进行优化,实现流量提升9.81%,功率降低2.72%。     

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。     

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。     

大中型电机空气冷却试验研究

以GB/T 1236-2000为依据,在不同的叶顶间隙和风扇位置下,对电机冷却风扇及其出口模型进行风洞试验.模型中,在风扇出口设置导流结构.通过试验得到该导流结构下风扇的性能和流量分配情况,对合理设计风路、分配流量,从而改善冷却性能提供依据.     

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。     

基于Flowmaster的某中东商用车型冷却性能优化设计

围绕某款出口中东商用车型发动机冷却能力不足问题处理,本文运用了Flowmaster软件建立了冷却系统1D仿真模型。通过仿真分析,查找出问题根本原因,并针对性地提出性能提升优化方案:采用调整系统流量分配方式减少暖风流量、增大大循环流量,增大风扇功率,散热器芯体加厚等三种改进措施。最后,通过整车风洞试验和中东实车路试,验证优化方案有效性,满足冷却性能要求。为中东车型冷却系统性能开发提供了解决方法和参考。     

舰船显控台冷却风扇噪声控制与仿真优化研究

显控台是舰船电子信息系统的重要组成部分。为研究舰船显控台冷却风扇噪声特性,有效控制冷却风扇噪声值,首先对冷却风扇噪声源进行理论分析,采用频谱试验方法对显控台冷却风扇噪声进行识别;然后从冷却风扇的结构参数、性能参数和空间匹配参数优化入手,提出冷却风扇优化设计和噪声控制方法;最后运用声学仿真的方法对比分析优化后冷却风扇与原冷却风扇的气动声学性能,得出优化后的冷却风扇的噪声声压级比原风扇降低了6.6 dB。该研究降低了舰船显控台冷却风扇的噪声,可为风扇的声学降噪设计提供可靠的分析和指导。     

平面叶型对冷却风扇性能影响机理研究

以不削弱气动性能为前提,为提高发动机冷却风扇的噪声性能,以计算流体力学(CFD)与计算气动声学(CAA)理论为基础求解冷却风扇的气动性能和噪声性能,并与气动性能试验噪声试验结果进行对比验证了该计算方法的可靠性。对原模型的平面叶型进行优化,得到最低噪声参数组合,经CFD/CAA联合仿真验证,优化后风扇模型的气动性能与噪声性能均得到改善,从流场与声场分布的角度对优化前后的冷却风扇进行详细的对比,进一步地分析优化前后冷却风扇气动性能和噪声性能变化的机理,深入地研究其叶片结构参数对冷却风扇性能的影响机理。     

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。