基于CFD仿真的管片散熱器性能模塊化研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-17 14:35
為了滿(mǎn)足對(duì)工程車(chē)輛管片散熱器散熱性能的定量化計(jì)算研究,選擇一種合適的方程形式尤為重要。工程上普遍采用研究散熱器整個(gè)空氣流道單元體模型的方式來(lái)預(yù)測(cè)和改善其散熱性能,但應(yīng)用更小的單元體模型預(yù)測(cè)散熱器性能參數(shù)的探究非常缺少。通過(guò)定量化分析不同熱管排數(shù)的單元體模塊的散熱性能關(guān)聯(lián)式,找到了其間的相關(guān)關(guān)系。針對(duì)某工程車(chē)輛管片散熱器對(duì)其單元體空氣側(cè)傳熱及壓降情況進(jìn)行CFD數(shù)值分析,并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果驗(yàn)證。結(jié)果表明,在速度區(qū)間內(nèi),空氣側(cè)壓力損失和換熱系數(shù)的仿真值和文獻(xiàn)中的數(shù)值吻合程度較高,兩者的平均偏差均在5%以?xún)?nèi)。根據(jù)不同熱管排數(shù)的單元體模塊拆分結(jié)構(gòu),分析了1~5排熱管的傳熱系數(shù)、壓力損失和換熱因子等性能參數(shù)的變化趨勢(shì);同時(shí)比較了其溫度和壓力云圖的流場(chǎng)分布,研究模塊間的性能變化規(guī)律;進(jìn)而采用基于最小二乘法的冪指數(shù)型擬合方程對(duì)1~5排熱管模塊進(jìn)行擬合研究,并進(jìn)行F顯著性檢驗(yàn)。結(jié)果表明,不同模塊間散熱性能存在一定的相關(guān)性,且溫度和壓力的周期流場(chǎng)分布在同一位置上的趨勢(shì)相同;然后擬合的1~5排模塊的擬合方程顯著性明顯,且在10%的誤差范圍內(nèi)能夠有效預(yù)測(cè)100%、100%、96.30%、96.30%和88.9...
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外散熱器性能研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)散熱器性能研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 管片散熱器性能仿真研究
2.1 管片散熱器模型預(yù)處理
2.1.1 物理模型建立
2.1.2 網(wǎng)格劃分
2.1.3 相關(guān)仿真邊界設(shè)定
2.2 散熱器的數(shù)值模擬
2.2.1 控制方程和數(shù)值方程
2.2.2 流場(chǎng)算法的選擇
2.2.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
2.3 仿真結(jié)果驗(yàn)證及分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 散熱性能模塊化研究及關(guān)聯(lián)式擬合
3.1 散熱器單元體模塊化分解
3.2 散熱模塊周期性變化規(guī)律研究
3.3 針對(duì)該規(guī)律的性能參數(shù)定量化分析研究
3.3.1 關(guān)聯(lián)式推導(dǎo)流程
3.3.2 正交試驗(yàn)安排及數(shù)據(jù)處理
3.3.3 方程擬合優(yōu)度及F顯著性檢驗(yàn)
3.4 1~5排熱管模塊的散熱性能方程擬合
3.4.1 一排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.4.2 二排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.4.3 三排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.4.4 四排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.4.5 五排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.5 本章小結(jié)
第4章 模塊化研究的數(shù)值關(guān)聯(lián)性分析
4.1 傳熱因子j冪指數(shù)關(guān)聯(lián)式指數(shù)關(guān)系分析
4.1.1 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式常數(shù)C參數(shù)擬合
4.1.2 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式Re參數(shù)擬合
4.1.3 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式Fh/De參數(shù)擬合
4.1.4 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式Ld/De參數(shù)擬合
4.1.5 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式δ/De參數(shù)擬合
4.2 摩擦因子f冪指數(shù)關(guān)聯(lián)式冪指數(shù)關(guān)系分析
4.2.1 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式常數(shù)C參數(shù)擬合
4.2.2 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式Re參數(shù)擬合
4.2.3 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式Fh/De參數(shù)擬合
4.2.4 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式Ld/De參數(shù)擬合
4.2.5 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式δ/De參數(shù)擬合
4.3 散熱性能模塊化方程應(yīng)用與對(duì)比
4.3.1 散熱器模塊化性能預(yù)測(cè)方程推導(dǎo)
4.3.2 一排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.3 二排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.4 三排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.5 四排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.6 五排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.7 與出版文獻(xiàn)的對(duì)比分析
4.4 六排熱管傳熱性能參數(shù)預(yù)測(cè)及驗(yàn)證
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
企業(yè)導(dǎo)師簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋸齒形渦發(fā)生器在車(chē)用散熱器中的應(yīng)用研究[J]. 劉亞?wèn)|,劉佳鑫,王寶中,蔣炎坤. 車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī). 2019(02)
[2]工程車(chē)輛翼型管散熱器冷側(cè)翅片信噪比分析[J]. 王寶中,馮少聰,劉佳鑫,蔣炎坤. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]石墨烯納米冷卻液在汽車(chē)散熱器中冷卻性能的實(shí)驗(yàn)[J]. 楊旭,田宇,鄧偉. 裝備制造技術(shù). 2018(06)
[4]基于熱成像技術(shù)的車(chē)用散熱器性能模型研究[J]. 劉佳鑫,王寶中,龍海洋,張碩,楚京,沈長(zhǎng)樂(lè). 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[5]納米流體在散熱器管中的傳熱模擬[J]. 周曉蓉,王毅,黃豪中. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[6]熱交換器層流區(qū)流動(dòng)數(shù)值傳熱研究[J]. 李晉,劉紀(jì)堯. 設(shè)備管理與維修. 2017(06)
[7]工程車(chē)輛翼型熱管式散熱器性能研究[J]. 劉佳鑫,秦四成,蔣炎坤,何書(shū)默. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[8]基于CFD與ε-NTU法的工程車(chē)輛散熱性能預(yù)估[J]. 劉佳鑫,蔣炎坤,秦四成,劉成強(qiáng). 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(08)
[9]板翅式換熱器換熱效能三元線(xiàn)性回歸模型及其系數(shù)辨識(shí)[J]. 董素君,王凱,高紅霞,王浚. 航空學(xué)報(bào). 2012(09)
[10]管帶式汽車(chē)散熱器傳熱與阻力預(yù)測(cè)模型的建立[J]. 朱文英,田子龍,張永棟. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2012(05)
博士論文
[1]工程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)熱特性研究[D]. 王振寶.吉林大學(xué) 2017
[2]基于試驗(yàn)的汽車(chē)管帶式散熱器傳熱與流阻建模及其優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 葉斌.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[3]工程機(jī)械散熱模塊傳熱性能研究[D]. 劉佳鑫.吉林大學(xué) 2013
[4]ZL50型裝載機(jī)動(dòng)力艙空氣流動(dòng)與換熱分析[D]. 王飛.吉林大學(xué) 2010
[5]車(chē)輛冷卻系統(tǒng)空氣側(cè)特性研究[D]. 董軍啟.上海交通大學(xué) 2008
[6]鋸齒型錯(cuò)列翅片冷卻器的傳熱、阻力及工藝特性的研究[D]. 郭麗華.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]工程車(chē)輛新型板式散熱器散熱特性分析[D]. 薛耀.吉林大學(xué) 2019
[2]航空翼型下的工程車(chē)輛冷卻性能強(qiáng)化研究[D]. 馮少聰.華北理工大學(xué) 2018
[3]工程車(chē)輛新型復(fù)合式機(jī)油散熱器工作性能研究[D]. 張民.吉林大學(xué) 2017
[4]工程機(jī)械雙流程散熱器散熱特性分析[D]. 李宇.吉林大學(xué) 2016
[5]百葉窗翅片散熱器性能試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D]. 向高.華中科技大學(xué) 2016
[6]車(chē)載變壓器散熱器空氣側(cè)傳熱和流動(dòng)特性的數(shù)值研究[D]. 劉園園.河北工業(yè)大學(xué) 2012
[7]工程車(chē)輛波紋翅片散熱器特性分析與應(yīng)用研究[D]. 徐振元.吉林大學(xué) 2012
本文編號(hào):3679413
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)外散熱器性能研究現(xiàn)狀
1.2.2 國(guó)內(nèi)散熱器性能研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 管片散熱器性能仿真研究
2.1 管片散熱器模型預(yù)處理
2.1.1 物理模型建立
2.1.2 網(wǎng)格劃分
2.1.3 相關(guān)仿真邊界設(shè)定
2.2 散熱器的數(shù)值模擬
2.2.1 控制方程和數(shù)值方程
2.2.2 流場(chǎng)算法的選擇
2.2.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
2.3 仿真結(jié)果驗(yàn)證及分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 散熱性能模塊化研究及關(guān)聯(lián)式擬合
3.1 散熱器單元體模塊化分解
3.2 散熱模塊周期性變化規(guī)律研究
3.3 針對(duì)該規(guī)律的性能參數(shù)定量化分析研究
3.3.1 關(guān)聯(lián)式推導(dǎo)流程
3.3.2 正交試驗(yàn)安排及數(shù)據(jù)處理
3.3.3 方程擬合優(yōu)度及F顯著性檢驗(yàn)
3.4 1~5排熱管模塊的散熱性能方程擬合
3.4.1 一排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.4.2 二排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.4.3 三排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.4.4 四排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.4.5 五排熱管換熱性能參數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
3.5 本章小結(jié)
第4章 模塊化研究的數(shù)值關(guān)聯(lián)性分析
4.1 傳熱因子j冪指數(shù)關(guān)聯(lián)式指數(shù)關(guān)系分析
4.1.1 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式常數(shù)C參數(shù)擬合
4.1.2 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式Re參數(shù)擬合
4.1.3 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式Fh/De參數(shù)擬合
4.1.4 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式Ld/De參數(shù)擬合
4.1.5 傳熱因子j關(guān)聯(lián)式δ/De參數(shù)擬合
4.2 摩擦因子f冪指數(shù)關(guān)聯(lián)式冪指數(shù)關(guān)系分析
4.2.1 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式常數(shù)C參數(shù)擬合
4.2.2 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式Re參數(shù)擬合
4.2.3 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式Fh/De參數(shù)擬合
4.2.4 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式Ld/De參數(shù)擬合
4.2.5 摩擦因子f關(guān)聯(lián)式δ/De參數(shù)擬合
4.3 散熱性能模塊化方程應(yīng)用與對(duì)比
4.3.1 散熱器模塊化性能預(yù)測(cè)方程推導(dǎo)
4.3.2 一排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.3 二排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.4 三排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.5 四排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.6 五排熱管性能應(yīng)用與對(duì)比
4.3.7 與出版文獻(xiàn)的對(duì)比分析
4.4 六排熱管傳熱性能參數(shù)預(yù)測(cè)及驗(yàn)證
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
企業(yè)導(dǎo)師簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋸齒形渦發(fā)生器在車(chē)用散熱器中的應(yīng)用研究[J]. 劉亞?wèn)|,劉佳鑫,王寶中,蔣炎坤. 車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī). 2019(02)
[2]工程車(chē)輛翼型管散熱器冷側(cè)翅片信噪比分析[J]. 王寶中,馮少聰,劉佳鑫,蔣炎坤. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]石墨烯納米冷卻液在汽車(chē)散熱器中冷卻性能的實(shí)驗(yàn)[J]. 楊旭,田宇,鄧偉. 裝備制造技術(shù). 2018(06)
[4]基于熱成像技術(shù)的車(chē)用散熱器性能模型研究[J]. 劉佳鑫,王寶中,龍海洋,張碩,楚京,沈長(zhǎng)樂(lè). 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(12)
[5]納米流體在散熱器管中的傳熱模擬[J]. 周曉蓉,王毅,黃豪中. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[6]熱交換器層流區(qū)流動(dòng)數(shù)值傳熱研究[J]. 李晉,劉紀(jì)堯. 設(shè)備管理與維修. 2017(06)
[7]工程車(chē)輛翼型熱管式散熱器性能研究[J]. 劉佳鑫,秦四成,蔣炎坤,何書(shū)默. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[8]基于CFD與ε-NTU法的工程車(chē)輛散熱性能預(yù)估[J]. 劉佳鑫,蔣炎坤,秦四成,劉成強(qiáng). 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(08)
[9]板翅式換熱器換熱效能三元線(xiàn)性回歸模型及其系數(shù)辨識(shí)[J]. 董素君,王凱,高紅霞,王浚. 航空學(xué)報(bào). 2012(09)
[10]管帶式汽車(chē)散熱器傳熱與阻力預(yù)測(cè)模型的建立[J]. 朱文英,田子龍,張永棟. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2012(05)
博士論文
[1]工程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)熱特性研究[D]. 王振寶.吉林大學(xué) 2017
[2]基于試驗(yàn)的汽車(chē)管帶式散熱器傳熱與流阻建模及其優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 葉斌.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[3]工程機(jī)械散熱模塊傳熱性能研究[D]. 劉佳鑫.吉林大學(xué) 2013
[4]ZL50型裝載機(jī)動(dòng)力艙空氣流動(dòng)與換熱分析[D]. 王飛.吉林大學(xué) 2010
[5]車(chē)輛冷卻系統(tǒng)空氣側(cè)特性研究[D]. 董軍啟.上海交通大學(xué) 2008
[6]鋸齒型錯(cuò)列翅片冷卻器的傳熱、阻力及工藝特性的研究[D]. 郭麗華.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]工程車(chē)輛新型板式散熱器散熱特性分析[D]. 薛耀.吉林大學(xué) 2019
[2]航空翼型下的工程車(chē)輛冷卻性能強(qiáng)化研究[D]. 馮少聰.華北理工大學(xué) 2018
[3]工程車(chē)輛新型復(fù)合式機(jī)油散熱器工作性能研究[D]. 張民.吉林大學(xué) 2017
[4]工程機(jī)械雙流程散熱器散熱特性分析[D]. 李宇.吉林大學(xué) 2016
[5]百葉窗翅片散熱器性能試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D]. 向高.華中科技大學(xué) 2016
[6]車(chē)載變壓器散熱器空氣側(cè)傳熱和流動(dòng)特性的數(shù)值研究[D]. 劉園園.河北工業(yè)大學(xué) 2012
[7]工程車(chē)輛波紋翅片散熱器特性分析與應(yīng)用研究[D]. 徐振元.吉林大學(xué) 2012
本文編號(hào):3679413
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