汽车发动机舱散热性能仿真研究

本文以某公司提供的汽车模型为研究对象，以流体力学和传热学为理论基础，采用数值模拟手段对发动机舱内空气流动及其散热性能进行研究。 首先，在保证计算精度的基础上，对模型进行简化处理，应用Hypermesh和Tgrid得到高精度的网格模型。并在环境温度为30°C的情况下，利用FLUENT对车速为80km/h原车模型进行散热性能仿真分析。风扇表面压力应用UDF进行处理，通过后处理得到机舱内三维速度矢量图和温度分布图，结果显示原型车存在漏气、热空气回流现象和影响散热性能的漩涡等问题； 其次，针对原型车存在的问题提出了基于导流与阻流的分析改进和基于漩涡的分析改进。结果显示：基于导流与阻流的分析改进通过添加挡风板增加了流过散热器组冷却空气量，使散热器组内的温度降低了3.3K，提高了散热效率，并且有效地阻止热空气回流；基于漩涡的分析改进通过添加导流板减弱了漩涡对进气格栅流入的冷却空气的流动状况的影响，增加了进入散热器组冷却空气的流速和流量，使散热器组内的温度再一次降低了1.1K，进一步提高了散热效率； 最后，通过经验公式计算额定功率下散热器冷却空气的需求量，并与仿真结果进行对比，得出基于漩涡的分析改进散热效果更佳，流入散热器的冷却空气量与计算值之间的误差值在3.5%左右，能满足本模型的散热要求。研究结果显示，本文所提出的改进方案可以为汽车发动机舱热管理的研究提供参考，对汽车的设计和研发具有指导作用。