汽车发动机冷却风扇仿真方法对比.pdf

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1、第23卷第2期计算机辅助工程Vol．23No．52014年4月ComputerAidedEngineeringApr．2014文章编号:1006－0871(2014)02-0078-04DOI:10．13340/j．cae．2014．02．015汽车发动机冷却风扇仿真方法对比王天利，海超，张波，刘苑(辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121001)摘要:对比多参考坐标系(MultipleＲeferenceFrame，MＲF)模型和滑移网格模型(SlidingMeshModel，SMM)在分析中的差异，分别应用FLUENT中的三维N-S方程和ＲNG湍流模型，对发动机冷却风扇的静止和旋转区域

2、进行数值模拟，得到流道内空气的质量流量及风扇叶片表面的压力和速度矢量分布．SMM的结果更接近真实结果;根据SMM得出的结果说明MＲF模型在工程领域的应用．关键词:汽车;发动机;冷却风扇;多参考坐标系模型;滑移网格模型;CFD;FLUENT中图分类号:U464．138．4;TB115．1文献标志码:BComparisonofsimulationmethodsofautomobileenginecoolingfanWANGTianli，HAIChao，ZHANGBo，LIUYuan(CollegeofAutomobile＆Transportation，LiaoningUniversityofTec

3、hnology，Jinzhou121001，Liaoning，China)Abstract:ThesimulationdifferenceiscomparedbetweenMultipleＲeferenceFrame(MＲF)modelandSlidingMeshModel(SMM)．The3DN-SequationandＲNGturbulencemodelofFLUENTareusedtosimulatethestationaryareaandrotatableareaofautomobileenginecoolingfan．Theairmassflowrateofflowchannelan

4、dthesurfacepressureandvelocityvectordistributionoffanareobtained．TheresultsofSMMareclosertotherealresults．AccordingtotheresultsofSMM，theapplicationofMＲFinengineeringareaisillustrated．Keywords:automobile;engine;coolingfan;multiplereferenceframemodel;slidingmeshmodel;CFD;FLUENT网格模型(SlidingMeshModel，SM

5、M)和动网格模型0引言(DynamicMeshModel，DMM)．随着国内汽车行业的发展，CFD数值分析在汽SＲF模型用于单一运动物体，需要将坐标系与车设计过程中越来越受到重视．在数值分析中，静止外形复杂的部件连接在一起，在几何上必须以旋转区域和运动区域中流动问题的模拟有5种模型:单中心为圆心形成一个圆或圆柱才可以将问题转化为一旋转坐标系(SingleＲeferenceFrame，SＲF)模型、定常流动问题．MＲF模型、MPM和SMM主要用于多参考坐标系(MultipleＲeferenceFrame，MＲF)模计算区域中同时存在运动区域和静止区域或存在多型、混合平面模型(MixingPlan

6、eModel，MPM)、滑移个静止可动区域的情况．对于计算运动边界问题以收稿日期:2013-04-22修回日期:2013-05-23作者简介:王天利(1957—)，男，辽宁锦州人，教授，硕士，研究方向为汽车测试技术和汽车动力学，(E-mail)408449627@qq．comhttp://www．chinacae．cn第2期王天利，等:汽车发动机冷却风扇仿真方法对比79及边界或计算域内有物体移动的问题时，DMM可以1．3FLUENT计算模型确定［1］很好地得到准确结果．［1］运用ωc判断气流的可压缩性，在汽车发动机舱散热中发动机风扇起重要作v用，其结构有严格要求．所介绍的模型中有3种可用ωc=

7、(1)c于同时存在运动区域和静止区域的仿真:MＲF模型式中:ωc为流速;c为当地声速．当ωc＜0．4时，认为和MPM都用于定常流动的计算，并且MＲF模型经［2］气体不可压缩．本文中ωc≈0．23，所以采用三维济性更好;SMM用于非定常流动的计算．本文对风不可压缩的雷诺时均N-S方程，其质量守恒方程和扇旋转流体区域进行CFD数值模拟．运用FLUENT，［3］动量守恒方程张量形式为通过对汽车发动机冷却