汽车热管理系统集成空气侧热流体分析研究

热管理为汽车节能、安全和环保的重要技术之一。热管理系统与整车集成所决定的空气侧流动与传热,为影响热管理系统性能的关键因素之一。通过热管理系统与整车集成研究,有效控制热管理系统空气侧流场结构,提高热管理系统实际运行性能,对于汽车热管理具有非常重要的意义。 论文通过建立散热器内、外流动与传热耦合效应模型、风扇旋转效应模型,采用RNG 湍流模型封闭三维时均N-S方程组,建立了适用于热管理系统与整车集成的汽车内外复杂流动与传热分析数学模型。 采用结构/非结构分区网格生成技术,对热管理系统空气侧的复杂求解区域进行离散,采用有限体积法保证N-S方程组离散的守恒性,发展了相应的数值计算方法。 应用数值计算方法,探讨了热管理系统空气侧流速分布、温度分布等流场结构对热管理系统性能的影响机理,并在国内首次将温差场均匀性原则应用于汽车热管理集成研究,提出了控制热管理系统空气侧流场结构的统一性原则。 详细分析了燃料电池客车热管理系统空气侧的流动与传热特性,基于论文提出的热管理系统空气侧流场结构控制的统一性准则,对热管理系统与燃料电池客车集成进行了优化设计。