一種發動機中冷器分析方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于發動機增壓器制備方法領域，具體是指一種發動機中冷器分析方法。
【背景技術】
[0002]增壓中冷系統對發動機的動力性、經濟性和環保具有重要的貢獻。因此在車用發動機上得到了普遍應用。由于在發展車用發動機增壓中冷技術方面的工作起步較汽油機晚，對中冷器的設計尚未形成一套完整的理論，有關中冷器性能的評價方法也未形成統一的標準。因此，在相關中冷器產品開發過程中，往往需要在整機上進行大量的匹配試驗，造成開發周期和費用的增加，不能滿足增壓中冷應用的需要。
[0003]目前發動機中冷器結構開發過程中，關于中冷器仿真分析較少，眾多主機廠和零部件廠采用的是設計一試制試驗一修改這種循環方式。
[0004]按照目前的中冷器開發過程，試制試驗需要大量的人力物力，成本高。若第一次設計的中冷器結構氣流均勻性不好，由于不知道具體需要優化的部位，需要多次反復嘗試，大大增加了中冷器的開發周期。
【發明內容】
[0005]本發明的目的提出一種發動機中冷器分析方法，其可以在中冷器樣件試制之前，利用計算流體動力學軟件模擬發動機中冷器中氣體進入氣室、芯體時的氣流速度均勻性，進行中冷器結構優化，減少中冷器開發過程的開發成本、開發周期。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種發動機中冷器分析方法，包括，
[0008]輸入幾何模型，針對待分析整車的布置形式及邊界條件建立中冷器的初步三維數據模型；所述初步三維數據模型包括有中冷器入口三維數據模型、中冷器出口三維數據模型、中冷器扁管三維數據模型、中冷器翅片三維數據模型、中冷器左氣室三維數據模型及中冷器右氣室三維數據模型；
[0009]面網格文件的制備，所述面網格文件為STL格式文件或bdf格式的文件；將所述初步三維數據模型轉化為STL格式文件，或者是將所述初步三維數據模型導入到前處理軟件中劃分面網格，輸出bdf格式的文件；并確定特殊面網格部位；
[0010]體網格的劃分，在計算流體動力學軟件中導入面網格文件，對所述面網格文件進行所述體網格劃分，這一部分體網格為主網格；對所述特殊面網格部位進行體網格加密劃分，這一部分體網格為次網格；
[0011]邊界條件輸入及求解器參數設置，為中冷器入口指定一個質量流量和入口溫度值；為中冷器出口指定一個壓力值和出口溫度值；同時，中冷器芯體結構求解器參數設置是，根據擾流片阻力特性二維模型計算結果設置粘性阻力慣性阻力；
[0012]計算及結果評價，通過計算流體動力學得到以下結果:中冷器壁面壓力分布與速度分布情況，中冷器壁面的溫度場分布情況，以及中冷器芯體壓力分布與速度分布情況；如果以上計算結果滿足設計要求，則計算完成；
[0013]如果計算結果中出現任何一個指標不滿足設計要求，則重新幾何模型的制備。
[0014]所述初步三維數據模型為3-5個。
[0015]在所述體網格的劃分過程中，要保證所述體網格與所述面網格貼合。
[0016]在所述體網格劃分完成及邊界條件輸入之前，需要進行體網格劃分質量檢查。
[0017]所述中冷器芯體結構采用多孔介質模型模擬。
[0018]所述主網格的尺寸為2.5mm，所述次網格的尺寸為所述主網格尺寸的2_n(其中η為大于I的正數)。
[0019]本發明的有益效果是:
[0020]本申請利用計算流體動力學軟件對中冷器進行分析，評判一個中冷器的好壞，對氣流速度均勻性差、壓降過大的部分提出優化方向，指導中冷器的優化設計；
[0021 ] 同時對多種方案中冷器進行分析，選擇出其中最優的方案，大大減少了發動機中冷器設計開發過程中的人力物力、縮短研發周期及提高研發效率。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明發動機中冷器分析方法流程圖；
[0023]圖2為本發明發動機中冷器三維數據模型示意圖；
[0024]圖3為本發明發動機中冷器體網格示意圖。
[0025]附圖標記說明
[0026]I中冷器入口三維數據模型，2中冷器出口三維數據模型，3中冷器扁管三維數據模型，4中冷器翅片三維數據模型，5中冷器右氣室三維數據模型，6中冷器左氣室三維數據模型。
【具體實施方式】
[0027]以下通過實施例來詳細說明本發明的技術方案，以下的實施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發明的技術方案，而不能解釋為是對本發明技術方案的限制。
[0028]如圖1至圖3所示，本發明提供一種發動機中冷器分析方法，包括，
[0029]步驟一:輸入幾何模型，針對待分析整車的布置形式及邊界條件建立中冷器的初步三維數據模型，在本申請中，三維數據模型軟件使用的是NX或者CATIA軟件；根據中冷器零部件數據庫中的數據，盡量借用成熟零部件，在滿足整車邊界條件的前提下，設計3-5種的中冷器幾何模型。
[0030]此處之所以針對待分析整車是因為不同的車型的中冷器的尺寸不同，而且不同車型配備的發動機型號不同，為適應不同型號的發動機，其中冷器的型號也不相同。邊界條件是指中冷器的不同部位所能夠承受的最大或者最小參數要求，比如，中冷器入口，所需要考慮的主要參數就是進入中冷器流體的質量流量及流體的溫度值，這主要能夠體現該中冷器的最大冷卻量；中冷器出口所要考慮的主要參數是從中冷器出口流體的壓力值及出口溫度值，這兩個參數能夠體現出該中冷器的冷卻效率，及能夠給發動機提供的水量情況。
[0031]所述初步三維數據模型包括有中冷器入口三維數據模型1、中冷器出口三維數據模型2、中冷器扁管三維數據模型3、中冷器翅片三維數據模型4、中冷器左氣室三維數據模型6及中冷器右氣室