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发动机舱内集成了整车绝大部分的关键零部件,而舱内气动性能和散热性能的好坏直接决定着这些零部件能否正常运行,从而对整车性能产生较大影响。舱内冷却气流量及流动特性不仅对内流阻力有较大影响,而且对发热元件的散热也起着决定性的影响。为了高效散热大量增加冷却气流量,会导致内流阻力增加,不利于燃油经济性;而为了降低内流阻力减少冷却气流量,却可能导致散热不足。二者是一对矛盾体,需要对其进行协同优化,从而找到一个最佳冷却气流量的平衡点,在满足散热要求下,使舱内气动性能最佳化。本文以某款实车为研究对象,以计算流体力学为理论基础,以Star-ccm+软件为仿真工具,基于Isight平台提出的以舱内低阻高效散热为协同优化目标的设计方案,其主要研究内容如下:(1)对原始模型在高速行驶工况下进行CFD仿真计算,通过获取舱内重要截面的流场及温度场信息,分析与评价舱内气动性能和散热性能的好坏,并确定设计变量,提出优化目标;(2)在空气动力学学科内,使舱内气动阻力最优化。为了探究设计向量与气动性能之间的响应关系,进行实验设计。通过实验样本点建立近似模型,并对其进行交叉验证误差分析,在满足精度的前提下,利用多岛遗传算法寻求内流阻力系数最小的模型,并对优化结果进行数据挖掘。(3)在传热学学科内,使风扇罩表面最高温度最优化。为了探究设计向量与散热性能之间的响应关系,进行实验设计。通过实验样本点建立近似模型,并对其进行交叉验证误差分析,在满足精度的前提下,利用多岛遗传算法寻求表面温度最小的模型,并对优化结果进行数据挖掘。(4)建立气动性能与散热性能的协同优化数学模型,并以此搭建优化的基本框架和工作流程。通过Isight平台开展发动机舱低阻高效散热的协同优化,寻找能平衡两者之间协同关系的最佳冷却气流量。协同优化结果表明:内流阻力系数较原始模型降低了11.08%,从占原始模型整车总阻力系数的9.68%下降到8.65%,降幅为1.03%,在一定程度上提升了发动机舱的气动性能,改善了燃油经济性。风扇罩表面最高温度较原始模型降低了9.39℃,降幅为5.93%,有效地避免了热害发生,且能够降低对冷却风扇电机绕组的热损害,改善了发动机舱的散热性能。对协同优化后的模型进行仿真误差分析,其气动阻力系数误差为0.12%,温度误差为0.58%,均在5%以内,表明优化结果的可信度较高。本文旨在利用协同优化算法解决机舱内流阻力与散热性能之间的矛盾关系,寻求能平衡两者的最佳冷却气流量。为机舱前端结构设计优化提供了一种研究方法。