一种汽车护风罩的气动性能仿真计算方法与流程

文档序号:19366294发布日期:2019-12-10 20:52阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种汽车护风罩的气动性能仿真计算方法,为与环形风扇相适配的护风罩的优化设计提供一气动性能数值计算方法,其特征在于,按以下步骤实现:

步骤一、使用三维建模软件catia建立冷却风扇与护风罩的几何模型,取z轴为风扇的旋转轴,风扇旋转方向为正转方向,z轴负方向为来流方向;

步骤二、计算区域模型建立与网格划分,计算模型的尺寸与管道实体尺寸相一致,风扇叶片与护风圈面采用三角形网格,最大尺寸控制在5mm以内,风扇前、后缘尺寸较小,网格尺寸控制在1mm以内;整个计算域模型体网格分为5个部分,顺着流线方向依次为入口区、入口过渡区、旋转区、出口过渡区、出口区域;在旋转区和过渡区采用四面体网格;在入口区域出口区网格采用六面体网格;

步骤三、在gambit中设立面边界条件,包括入口边界条件,出口边界条件,监测面,交界面,风扇表面边界条件;

步骤四、采用基于有限体积法的商业软件fluent计算给定风扇转速下流体的纳维-斯托克斯方程,设置求解参数、边界条件、初值条件、控制方程求解器、离散方法、参考系类型、压力梯度的解耦方法;

步骤五、根据数值计算的结果与实验数据对标,误差在可接受范围内时,可认定模型正确,若误差超出接受范围,则返回步骤二,重新调整网格再次计算;基于涡动力学和风扇周边流场特性,建立具有不同筋条几何尺寸参数护风圈模型,仿真计算得到最佳筋条布置的护风圈设计方案;

所述步骤二中还包括进行网格无关性验证的步骤,若两套网格计算结果的偏差在1%之内,则认为计算结果与网格数量无关,无需进一步增加网格数量;

所述步骤三中的入口边界条件采用质量入口边界条件,出口边界条件采用压力出口边界条件;

所述步骤四中,采用基于压力求解器,先求解动量方程获得速度场,继而进行压力修正以满足连续性方程,从而保证流场同时满足动力方程与连续性方程;采用rngk-epsilon湍流模型;采用基于格林高斯节点的速度梯度插值方案;采用simple算法进行压力-速度耦合方程求解,采用标准格式离散求解连续性方程,采用一阶迎风格式离散求解动量方程,采用二阶迎风格式离散求解湍流动能与湍流耗散率;采用多参考系方法,旋转区采用动参考系,其余区域采用静坐标系。

2.根据权利要求1所述的汽车护风罩的气动性能仿真计算方法,其特征在于:所述步骤五中,通过编辑journal文件给定的不同质量流量入口边界条件,设定fluent在每个流量点自动保存计算的结果,并设定自动读取下个流量点的入口边界条件,避免大量的手动操作。

3.根据权利要求1所述的汽车护风罩的气动性能仿真计算方法,其特征在于:所述步骤五,若仿真计算的结果与实验数据偏差≤6%,可认为模型具有足够准确性。

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