一個汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的設(shè)計
圖2: 結(jié)合一維和三維的CFD取兩者之長,使分析兼具速度和準(zhǔn)確性。
最初,冷卻系統(tǒng)設(shè)計師定義了可穿過水套的壓力和流動速率等一系列邊界條件。他們通過了解待設(shè)計汽車的常見駕駛情境以及將如何關(guān)聯(lián)到發(fā)動機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速(RPM)和水泵性能來確定這些數(shù)值。
發(fā)動機(jī)/水套的結(jié)構(gòu)設(shè)計師使用MCAD系統(tǒng)內(nèi)嵌的FloEFD工具,在水套上進(jìn)行詳細(xì)的流體流動和熱交換分析。她根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計師提出的邊界值范圍建立了一套FloEFD分析。這可能需要通過三維分析運行30、40、甚至更多批模型。這些運行生成的數(shù)據(jù)自動擬合成詳細(xì)的特征圖,現(xiàn)在構(gòu)成一套完整的水套模型。模型中輸入了水套邊界條件,生成了冷卻液(和發(fā)動機(jī))流動溫度。
該模型被簡單地嵌入Flowmaster工具相關(guān)數(shù)據(jù)庫。如今系統(tǒng)設(shè)計師能通過新汽車模型預(yù)期的系列駕駛情境來進(jìn)行冷卻分析。冷卻系統(tǒng)中可加入設(shè)計變化,從而運行執(zhí)行分析。水套模型保持完好無缺,因為它涵蓋了所有可能的操作環(huán)境。復(fù)雜零部件(水套)三維仿真的準(zhǔn)確性結(jié)合一維冷卻系統(tǒng)分析的速度,將兩者最大優(yōu)點整合到一個系統(tǒng)中。有了分析速度,系統(tǒng)設(shè)計師能夠設(shè)計出在具有最佳性能的小帶寬運行的冷卻系統(tǒng),溫度范圍可能在3-4℃。若冷卻系統(tǒng)在超過該最佳范圍的溫度下運行,則可能導(dǎo)致過熱以及汽車制造商高額保修費用。在低于最佳溫度范圍的溫度下運行則可能導(dǎo)致過度排放和汽油里程數(shù)過少。
同樣的方法可用于其它汽車系統(tǒng),如排氣裝置、燃油和車廂空調(diào)等。它還能用于軍事/航空等行業(yè)的燃油供應(yīng)和環(huán)境控制、化學(xué)加工、能源和公用事業(yè)等等。
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