冷却风扇流场数值模拟

【摘要】冷却风扇是发动机冷却系统的重要组成部件之一,其性能好坏关系到发动机能否安全稳定地运转。随着发动机性能的提高,对冷却风扇性能有了更高的要求,一方面为了满足冷却系统更大的散热量,要求冷却风扇具有更强的散热能力。另一方面由于人们更多关注汽车NVH(Noise、Vibration、Harshness)方面的问题,要求冷却风扇的噪声辐射低。所以研究冷却风扇的气动性能和噪声有着重要的意义。随着CFD(ComputationalFluidDynamics,简称CFD)技术的发展,利用CFD技术进行冷却风扇性能分析和噪声分析成为冷却风扇设计的主要研究内容。本文根据研究流体流动问题的基本思路：先对冷却风扇进行理论分析和CFD仿真,然后进行试验测量,三者相互验证、相互补充。本文的基本结构分为：1、介绍冷却风扇设计与性能分析的理论基础,介绍有限体积法,流场数学模型的建立、求解以及湍流的数值模型,并简单介绍管道流动的理论。2、利用CFD技术和ANSYSWorkbench13.0平台建立通用型风扇Z-490的流场模型,计算风扇流场的静压、功率、效率,绘制出风扇流量同静压、功率和效率的性能曲线,并分析风扇叶片、轮毂附近和叶尖附近压力场和速度场的分布。3、进行风扇风筒试验,介绍试验装置以及风扇性能参数的计算方法,试验结束后,对风筒试验数据进行整理、分析,绘制风扇流量-静压曲线、流量-功率曲线、流量-静压效率曲线以及风扇性能曲线。将试验数据跟数值仿真结果进行对比分析,结合理论知识,找出数值仿真误差产生的原因,提出改变边界条件、优化边界层网格、采用多面体技术提高仿真精度。
【作者】赵广银；
【导师】陈慧敏；
【作者基本信息】东华大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】多面体技术；边界层网格；风筒试验；冷却风扇；CFD；ANSYSWorkbench；

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