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《發(fā)動機缸體冷卻水套的CFD分析與優(yōu)化設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn發(fā)動機缸體冷卻水套的CFD分析與優(yōu)化設計**張露，賈月梅，張偉（太原理工大學力學系，太原030024）摘要：本文應用FLUENT軟件對北京現(xiàn)代1.6型號四缸汽油發(fā)動機缸體冷卻水套的流場進行了數(shù)值模擬，并對模擬結(jié)果進行了分析研究，驗證了該款發(fā)動機缸體冷卻水套設計的合理性，但也存在一些不足，為此提出發(fā)動機缸體冷卻水套的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，并對優(yōu)化方案進行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，優(yōu)化后的冷卻效果得到了改善，為指導該款發(fā)動機缸體冷卻水套的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計及實驗研究提供了一定的參考依據(jù)。關鍵詞：發(fā)動機；冷卻水套；流場
2、；數(shù)值模擬中圖分類號：TK414.2CFDAnalysisandOptimaldesignonEngineCylinderBlockCoolingWaterJacketZhangLu,JiaYuemei,ZhangWei(DepartmentofMechanics,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiYuan030024)Abstract:ThepapersimulatestheflowfieldofBeijingHyundai1.6fourcylindergasolineenginecylinderblockcoolingw
3、aterjacketwithsoftwareFLUENT.Byanalysisofthesimulation,itisverifiedthatdesignoftheenginecylinderblockcoolingwaterjacketisrationalbuttherearesomeinadequacies.Sostructuraloptimizationschemeofenginecylinderblockcoolingwaterjacketisproposedandsimulated.Theresultsshowthattheoptimizedco
4、olingeffectisimprovedandthoseanalyseswillprovidesomereferencetostructuraloptimizationandexperimentoftheenginecylinderblockcoolingwaterjacket.Keywords:Engine;Waterjacket;Flowfield;Numericalsimulation0引言在發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中冷卻水套起著至關重要的作用，合理的發(fā)動機冷卻水套結(jié)構(gòu)可以加強對高溫區(qū)域的冷卻液流動以及強化傳熱，降低這些區(qū)域的熱負荷，有效地提高發(fā)動機的可靠性
5、和耐久性。利用CFD技術(shù)分析研究發(fā)動機冷卻水套的冷卻能力，可以找出影響發(fā)動機冷卻水套性能的主要因素，進而能從理論上指導試驗工作，減少試驗的盲目性。1幾何模型和計算網(wǎng)格模型的建立本文是以北京現(xiàn)代α1.6型號汽油發(fā)動機缸體冷卻水套為研究對象，幾何模型是用三維CAD軟件UG來建立的?？紤]到模型的復雜程度及仿真計算所消耗的時間，在確保對模擬結(jié)果不會產(chǎn)生很大影響的前提下，對圖1發(fā)動機缸體冷卻水套模型圖模型做了一些簡化的處理。圖1所示為該發(fā)Fig.1Thewaterjacketgeometrymodelfortheengine動機缸體冷卻水套的簡化后的模型圖。cyli
6、nderblock作者簡介：張露（1985-），男，碩士研究生，主要研究方向：計算流體力學及其應用通信聯(lián)系人：賈月梅（1963-）女，教授，主要研究方向：計算流體力學及其應用.E-mail:jials2005@163.com-1-中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn幾何模型通過UG軟件輸出STP格式的圖形文件，然后應用FLUENT自帶的網(wǎng)格生成軟件GAMBIT對發(fā)動機缸體冷卻水套進行網(wǎng)格劃分。冷卻水套表面采用三角形網(wǎng)格，流動區(qū)域采用四面體網(wǎng)格劃分，整個冷卻水套全部采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。在靠近發(fā)動機冷卻水套壁面的區(qū)域附近采用附面層網(wǎng)格進
7、行處理，在遠離壁面的地方采用四面體網(wǎng)格單元以適應較復雜的三維空間域，同時還對發(fā)動機冷卻水套流場中流動參數(shù)變化較大的地方進行了必要的網(wǎng)格加密控制。2算法及邊界條件冷卻液選用50%水和50%乙二醇的混合液，采用穩(wěn)態(tài)的計算模式采用穩(wěn)態(tài)的計算模式,在模擬計算過程中認為冷卻液在水套內(nèi)的流動狀態(tài)是絕熱、不可壓的粘性湍流流動。計算所用的軟件是商業(yè)軟件FLUENT，該軟件采用有限體積法把計算區(qū)域劃分為離散的控制體積網(wǎng)格,在每個控制體積上積分控制方程,形成計算變量的代數(shù)方程。在模擬計算過程中需要求解連續(xù)性方程、動量方程、能量守恒方程以及κ?ε湍流模型方程。入口邊界條件：速度
8、進口邊界條件，進口速度值為2.5m/s。出口邊界條件：壓力出口邊界
