本文關(guān)鍵詞：流固耦合分析在汽車?yán)鋮s風(fēng)扇開發(fā)中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 冷卻風(fēng)扇 流量 流固耦合 應(yīng)力 變形 模態(tài)

【摘要】：冷卻風(fēng)扇是發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)中非常重要的零部件,冷卻風(fēng)扇的效率和性能是發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)的性能評價(jià)的重要指標(biāo)之一。在傳統(tǒng)冷卻風(fēng)扇的設(shè)計(jì)和性能評價(jià)階段,為了得到大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)需在風(fēng)洞進(jìn)行多次測試,故傳統(tǒng)冷卻風(fēng)扇的研發(fā)周期長且成本高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在冷卻風(fēng)扇設(shè)計(jì)開發(fā)中運(yùn)用CFD軟件進(jìn)行性能模擬分析將是一種更高效方式。本文首先對CFD軟件及流體理論進(jìn)行介紹,接著把冷卻風(fēng)扇的快速成型樣件性能測試數(shù)據(jù)與運(yùn)用CFD軟件對冷卻風(fēng)扇的性能模擬分析結(jié)果進(jìn)行對比分析,以驗(yàn)證冷卻風(fēng)扇性能模擬分析結(jié)果準(zhǔn)確性。其次對冷卻風(fēng)扇在五種轉(zhuǎn)速下進(jìn)行流固耦合分析,計(jì)算冷卻風(fēng)扇的應(yīng)力分布、變形以及振動(dòng)模態(tài),并與未考慮流固耦合情形下應(yīng)力分布、變形以及模態(tài)做對比分析,指出風(fēng)扇扇葉存在應(yīng)力集中及彎曲和軸向竄動(dòng)變形的問題。最后針對冷卻風(fēng)扇存在的問題提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,即在風(fēng)扇扇葉上增加鋁合金嵌件,并對優(yōu)化后的風(fēng)扇進(jìn)行流固耦合分析,結(jié)果表明經(jīng)優(yōu)化后的風(fēng)扇最大應(yīng)力、最大變形量有明顯地改善。通過以上的分析表明:運(yùn)用CFD軟件流固耦合分析方法對冷卻風(fēng)扇進(jìn)行性能模擬分析,在冷卻風(fēng)扇設(shè)計(jì)開發(fā)過程中,能減少冷卻風(fēng)扇樣件制做數(shù)量以及試驗(yàn)測試費(fèi)用,從而有效的縮短了冷卻風(fēng)扇的開發(fā)周期,節(jié)約開發(fā)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
【關(guān)鍵詞】：冷卻風(fēng)扇 流量 流固耦合 應(yīng)力 變形 模態(tài)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.138.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究的目的和意義11-12
• 1.4 CFD軟件的發(fā)展12-16
• 1.4.1 CFD軟件的分類及特點(diǎn)12-13
• 1.4.2 FLUENT軟件介紹13-16
• 1.5 本文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)16-17
• 第2章 流體理論基本介紹17-28
• 2.1 基本的控制方程17-19
• 2.1.1 質(zhì)量守恒基本方程17
• 2.1.2 動(dòng)量守恒基本方程17-18
• 2.1.3 能量守恒基本方程18
• 2.1.4 組分質(zhì)量守恒基本方程18-19
• 2.1.5 湍流控制基本方程19
• 2.2 流固耦合基本理論19-25
• 2.2.1 流固耦合問題的基本分類20-22
• 2.2.2 流固耦合計(jì)算方法22-25
• 2.3 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)25-27
• 2.3.1 模態(tài)分析的定義以及應(yīng)用25-26
• 2.3.2 有限元模態(tài)分析理論基礎(chǔ)26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 冷卻風(fēng)扇流量計(jì)算分析28-43
• 3.1 風(fēng)扇的氣動(dòng)性能試驗(yàn)28-32
• 3.1.1 風(fēng)扇主要性能參數(shù)28
• 3.1.2 風(fēng)扇氣動(dòng)性能試驗(yàn)簡介28-29
• 3.1.3 試驗(yàn)步驟簡述29-30
• 3.1.4 氣動(dòng)性能試驗(yàn)結(jié)果30-32
• 3.2 風(fēng)扇氣動(dòng)性能仿真32-42
• 3.2.1 模型建立與網(wǎng)格劃分32-38
• 3.2.2 邊界條件及參數(shù)設(shè)置38
• 3.2.3 計(jì)算結(jié)果分析38-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第4章 冷卻風(fēng)扇流固耦合分析43-54
• 4.1 風(fēng)扇的流固耦合分析43-48
• 4.1.1 模型建立以及網(wǎng)格劃分43-44
• 4.1.2 邊界條件及參數(shù)設(shè)置44
• 4.1.3 計(jì)算結(jié)果分析44-48
• 4.2 模態(tài)結(jié)果分析48-52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 第5章 優(yōu)化后冷卻風(fēng)扇流固耦合分析54-63
• 5.1 優(yōu)化后風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)與模態(tài)分析54-60
• 5.1.1 優(yōu)化后風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)分析54-57
• 5.1.2 優(yōu)化后風(fēng)扇的模態(tài)分析57-60
• 5.2 風(fēng)架的結(jié)構(gòu)與模態(tài)分析60-62
• 5.2.1 風(fēng)架的結(jié)構(gòu)分析60-61
• 5.2.2 風(fēng)架的模態(tài)分析61-62
• 5.3 高溫下的結(jié)構(gòu)與模態(tài)分析62
• 5.3.1 高溫下的結(jié)構(gòu)分析62
• 5.3.2 高溫下的模態(tài)分析62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1108952