發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇失速的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-08 10:09
自改革開放以來,中國(guó)的汽車工業(yè)得到快速的發(fā)展,并成為了世界上汽車產(chǎn)銷量最大的國(guó)家。但我們也要認(rèn)識(shí)到與其他汽車大國(guó)之間的差距,在研發(fā)和設(shè)計(jì)上我國(guó)民族汽車工業(yè)還遠(yuǎn)不及世界先進(jìn)的水平,因此對(duì)汽車技術(shù)的不斷探索和研究顯得尤為重要。作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的一部分,冷卻風(fēng)扇在發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱過程中起到舉足輕重的作用,也對(duì)汽車的整體性能產(chǎn)生一定的影響。因此,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇失速問題的研究,于汽車工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。本文首先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇失速方面的研究做了調(diào)查,回顧了其在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。然后,介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇在汽車上的工作原理,并對(duì)它的性能指標(biāo)做了詳細(xì)解釋。為了得到一款冷卻風(fēng)扇實(shí)際的性能,采取了在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)裝置上測(cè)試的方法,并對(duì)兩種不同的試驗(yàn)裝置做了詳細(xì)介紹。接著,又引入了CFD仿真的方法來計(jì)算風(fēng)扇的性能,并對(duì)試驗(yàn)和CFD仿真的結(jié)果做了對(duì)比。結(jié)果表明:測(cè)試得到的風(fēng)扇性能與計(jì)算之間的最大誤差不超過4%,可以認(rèn)為試驗(yàn)與CFD仿真的結(jié)果互相吻合,驗(yàn)證了使用CFD仿真方法計(jì)算冷卻風(fēng)扇性能的可行性。通過分析冷卻風(fēng)扇性能曲線的特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)了這款風(fēng)扇的失速區(qū)。對(duì)失速區(qū)附近的靜壓以及噪音做更細(xì)致的分析,確定了這...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 冷卻風(fēng)扇的失速問題
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 論文各部分主要內(nèi)容
第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇性能與測(cè)試方法
2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇工作原理
2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇性能指標(biāo)
2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能試驗(yàn)
2.3.1 風(fēng)室式試驗(yàn)裝置
2.3.2 風(fēng)管式試驗(yàn)裝置
2.3.3 冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能試驗(yàn)流程
2.4 冷卻風(fēng)扇的分類
2.5 本章小結(jié)
第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇性能的計(jì)算模型
3.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論
3.1.1 基本控制方程
3.1.2 控制方程的離散方法
3.1.3 離散方程的求解算法
3.1.4 湍流模型
3.2 冷卻風(fēng)扇的數(shù)值計(jì)算
3.2.1 仿真建模
3.2.2 模型的設(shè)置
3.3 計(jì)算結(jié)果的分析與驗(yàn)證
3.3.1 測(cè)試與計(jì)算結(jié)果的對(duì)比
3.3.2 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
第四章 冷卻風(fēng)扇失速的流場(chǎng)計(jì)算與分析
4.1 風(fēng)扇失速特性分析
4.1.1 風(fēng)扇靜壓曲線的特點(diǎn)
4.1.2 風(fēng)扇靜壓曲線的相似定理
4.1.3 失速區(qū)的靜壓分析
4.1.4 失速區(qū)的噪音分析
4.2 風(fēng)扇的失速時(shí)流場(chǎng)的分布
4.2.1 失速時(shí)葉片的表面壓力
4.2.2 失速時(shí)風(fēng)扇的壓力場(chǎng)
4.3 本章小結(jié)
第五章 冷卻風(fēng)扇失速的影響因素分析
5.1 護(hù)風(fēng)圈的布置
5.1.1 護(hù)風(fēng)圈與葉片的距離
5.1.2 護(hù)風(fēng)圈的直徑大小
5.2 冷卻風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)
5.2.1 風(fēng)扇的輪轂比
5.2.2 風(fēng)扇葉片的安裝角
5.2.3 風(fēng)扇葉片的開口率
5.2.4 風(fēng)扇葉片的展弦比
5.3 一款環(huán)形風(fēng)扇的失速改善示例
5.4 本章小結(jié)
全文總結(jié)與展望
全文總結(jié)
研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]第一級(jí)單個(gè)動(dòng)葉安裝角異常對(duì)兩級(jí)軸流風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的影響[J]. 張磊,蔣款,王松嶺,張倩. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]2016年汽車產(chǎn)銷雙雙超過2800萬輛 增幅比上年較快提升[J]. 汽車與安全. 2017(02)
[3]軸流風(fēng)扇“尖峰型”失速起始特征及其物理機(jī)制的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值研究[J]. 強(qiáng)冠杰,喬渭陽(yáng),Hashmi S F,王良鋒,時(shí)培杰. 推進(jìn)技術(shù). 2017(03)
[4]基于Floquet理論的旋轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)葉片動(dòng)力失速氣彈穩(wěn)定性研究[J]. 李迺璐,穆安樂,Balas M J. 振動(dòng)與沖擊. 2015(24)
[5]發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形冷卻風(fēng)扇結(jié)構(gòu)與參數(shù)對(duì)氣動(dòng)性能影響的研究[J]. 上官文斌,莫偉標(biāo),署恒濤,虞寧,賀頻艷,竺菲菲. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2017(01)
[6]重載機(jī)車軸流冷卻風(fēng)機(jī)流場(chǎng)及失速特性的研究[J]. 李一明,張路寧,郭小亮,李寶寬. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[7]基于Fluent的直管式旋槳反應(yīng)器三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J]. 朱瑞瑞,祝建中,吉棟梁,陳冠寰,戴會(huì)超. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]吹氣抑制離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的動(dòng)力學(xué)特征[J]. 張磊,王松嶺,孔垂茂. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(S1)
[9]基于相似理論的風(fēng)機(jī)性能快速計(jì)算模型[J]. 王路飛,谷波,王婷. 流體機(jī)械. 2012(07)
[10]離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速狀態(tài)下的流體動(dòng)力學(xué)特征[J]. 張磊,王松嶺,張倩,吳正人. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(14)
博士論文
[1]風(fēng)力機(jī)定常與非定常氣動(dòng)問題的數(shù)值模擬研究[D]. 范忠瑤.華北電力大學(xué)(北京) 2011
碩士論文
[1]DT型重型載貨汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 王文坤.太原理工大學(xué) 2016
[2]汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 唐彪.華南理工大學(xué) 2016
[3]明渠彎道水流數(shù)值模擬分析[D]. 張振昌.蘭州交通大學(xué) 2015
[4]乘用車座椅動(dòng)態(tài)性能模擬研究[D]. 王克.重慶交通大學(xué) 2012
[5]我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變研究[D]. 王博.吉林大學(xué) 2011
[6]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇性能計(jì)算方法的研究[D]. 吳敏.華南理工大學(xué) 2010
[7]轎車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇的CFD分析與低噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 趙要珍.吉林大學(xué) 2007
本文編號(hào):3175150
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 冷卻風(fēng)扇的失速問題
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 論文各部分主要內(nèi)容
第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇性能與測(cè)試方法
2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇工作原理
2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇性能指標(biāo)
2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能試驗(yàn)
2.3.1 風(fēng)室式試驗(yàn)裝置
2.3.2 風(fēng)管式試驗(yàn)裝置
2.3.3 冷卻風(fēng)扇氣動(dòng)性能試驗(yàn)流程
2.4 冷卻風(fēng)扇的分類
2.5 本章小結(jié)
第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇性能的計(jì)算模型
3.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論
3.1.1 基本控制方程
3.1.2 控制方程的離散方法
3.1.3 離散方程的求解算法
3.1.4 湍流模型
3.2 冷卻風(fēng)扇的數(shù)值計(jì)算
3.2.1 仿真建模
3.2.2 模型的設(shè)置
3.3 計(jì)算結(jié)果的分析與驗(yàn)證
3.3.1 測(cè)試與計(jì)算結(jié)果的對(duì)比
3.3.2 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)
3.4 本章小結(jié)
第四章 冷卻風(fēng)扇失速的流場(chǎng)計(jì)算與分析
4.1 風(fēng)扇失速特性分析
4.1.1 風(fēng)扇靜壓曲線的特點(diǎn)
4.1.2 風(fēng)扇靜壓曲線的相似定理
4.1.3 失速區(qū)的靜壓分析
4.1.4 失速區(qū)的噪音分析
4.2 風(fēng)扇的失速時(shí)流場(chǎng)的分布
4.2.1 失速時(shí)葉片的表面壓力
4.2.2 失速時(shí)風(fēng)扇的壓力場(chǎng)
4.3 本章小結(jié)
第五章 冷卻風(fēng)扇失速的影響因素分析
5.1 護(hù)風(fēng)圈的布置
5.1.1 護(hù)風(fēng)圈與葉片的距離
5.1.2 護(hù)風(fēng)圈的直徑大小
5.2 冷卻風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)
5.2.1 風(fēng)扇的輪轂比
5.2.2 風(fēng)扇葉片的安裝角
5.2.3 風(fēng)扇葉片的開口率
5.2.4 風(fēng)扇葉片的展弦比
5.3 一款環(huán)形風(fēng)扇的失速改善示例
5.4 本章小結(jié)
全文總結(jié)與展望
全文總結(jié)
研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]第一級(jí)單個(gè)動(dòng)葉安裝角異常對(duì)兩級(jí)軸流風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的影響[J]. 張磊,蔣款,王松嶺,張倩. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]2016年汽車產(chǎn)銷雙雙超過2800萬輛 增幅比上年較快提升[J]. 汽車與安全. 2017(02)
[3]軸流風(fēng)扇“尖峰型”失速起始特征及其物理機(jī)制的實(shí)驗(yàn)及數(shù)值研究[J]. 強(qiáng)冠杰,喬渭陽(yáng),Hashmi S F,王良鋒,時(shí)培杰. 推進(jìn)技術(shù). 2017(03)
[4]基于Floquet理論的旋轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)葉片動(dòng)力失速氣彈穩(wěn)定性研究[J]. 李迺璐,穆安樂,Balas M J. 振動(dòng)與沖擊. 2015(24)
[5]發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)形冷卻風(fēng)扇結(jié)構(gòu)與參數(shù)對(duì)氣動(dòng)性能影響的研究[J]. 上官文斌,莫偉標(biāo),署恒濤,虞寧,賀頻艷,竺菲菲. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2017(01)
[6]重載機(jī)車軸流冷卻風(fēng)機(jī)流場(chǎng)及失速特性的研究[J]. 李一明,張路寧,郭小亮,李寶寬. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[7]基于Fluent的直管式旋槳反應(yīng)器三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J]. 朱瑞瑞,祝建中,吉棟梁,陳冠寰,戴會(huì)超. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]吹氣抑制離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的動(dòng)力學(xué)特征[J]. 張磊,王松嶺,孔垂茂. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(S1)
[9]基于相似理論的風(fēng)機(jī)性能快速計(jì)算模型[J]. 王路飛,谷波,王婷. 流體機(jī)械. 2012(07)
[10]離心風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)失速狀態(tài)下的流體動(dòng)力學(xué)特征[J]. 張磊,王松嶺,張倩,吳正人. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(14)
博士論文
[1]風(fēng)力機(jī)定常與非定常氣動(dòng)問題的數(shù)值模擬研究[D]. 范忠瑤.華北電力大學(xué)(北京) 2011
碩士論文
[1]DT型重型載貨汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 王文坤.太原理工大學(xué) 2016
[2]汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 唐彪.華南理工大學(xué) 2016
[3]明渠彎道水流數(shù)值模擬分析[D]. 張振昌.蘭州交通大學(xué) 2015
[4]乘用車座椅動(dòng)態(tài)性能模擬研究[D]. 王克.重慶交通大學(xué) 2012
[5]我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變研究[D]. 王博.吉林大學(xué) 2011
[6]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇性能計(jì)算方法的研究[D]. 吳敏.華南理工大學(xué) 2010
[7]轎車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇的CFD分析與低噪聲優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 趙要珍.吉林大學(xué) 2007
本文編號(hào):3175150
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