环球最新:地面模拟对环境风洞中车辆冷却系统试验的影响
摘要:针对目前环境风洞普遍缺少地面模拟的情况,通过数值模拟技术,建立 1:1 环境风洞模型及整车模型,对比分析了移动地面对车辆冷却系统环境风洞试验的影响。结果表明:环境风洞在引入地面模拟后,车身底部的流场分布发生变化,主要表现在附面边界层的厚度减少,通过车身底部的空气流速增大,由此降低了发动机舱冷却气流出口的压力,使得通过散热器的冷却空气质量流量增加 1.2%左右。
0 引言
车辆在路面行驶过程中,空气与地面不存在相对运动,气流在路面上没有边界层,为了在风洞试验中正确模拟移动地面,目前在气动声学风洞中逐渐普及了地面模拟系统[1,2],应用较为广泛的是五带地面模拟系统[3,4]。早期 Hucho[5]曾指出在对车辆冷却系统进行风洞试验研究时,只需精确模拟车辆前端的外部流场即可,但是随着对冷却系统需求的不断提升,需要考虑移动地面以及轮胎转动。目前环境风洞中所装备的皆为两轴式四轮转鼓,能够模拟车轮转动[6],而普遍缺少对移动地面的模拟。由于在乘用车中,流经冷却模块的气流一般由发动机舱底部流出,因而车身底部流场的变化势必会对冷却系统试验的结果造成影响,文献[7,8]通过对比地面模拟对车身外部流场的影响,发现由于地面边界层的存在,使得车辆前端驻点位置发生变化,由此改变了冷却模块前方的流场分布,同时发现通过车身底部的空气质量流量减少,进而影响到通过散热器的冷却空气流量,但文中并未对此影响给出具体的量化结果。目前关于地面模拟对车辆气动试验的影响研究较多[9-11],而关于移动地面对环境风洞中冷却系统试验的影响研究较少,故本文基于数值仿真技术研究移动地面对冷却系统风洞试验的影响。
(相关资料图)
1 数值方法及设置
1.1 数值模型
本文所采用的数值模型为某三厢乘用车,车型参数如表 1 所示,该模型为 1:1 整车模型,且基本保留了所有的实车细节,忽略发动机舱中对流场影响较小的组件,如输电线、螺栓等,图 1 所示为该车的冷却模块、发动机舱以及车身底部视图。数值计算选择基于有限体积法的商业软件 STAR-CCM+,湍流模型选择 Realizable k-epsilon 模型,近壁面使用 Two-Layer All y+ Wall Treatment,散热器、冷凝器使用多孔介质模型,其粘性阻力系数和惯性阻力系数通过单体测试数据拟合得到。
计算域参照同济大学环境风洞进行创建,该风洞为开口式风洞,包括收缩段、喷口、试验段、驻室、收集口以及扩散段,车辆前端距离喷口为 1.7m(参照实车试验布置),为避免出口边界出现回流,进而影响计算稳定性,需要对扩散段进行延长,文中扩散段取 15m。入口边界设为质量流量入口,出口边界设为分散流出口,壁面边界条件取为固定壁面,由于车辆在环境风洞试验过程中是在转鼓上运行,因此需要在模型中设置车轮旋转。为模拟移动地面,本文采用单移动带形式,图 2 所示为计算域的几何模型以及所采用的单移动带。
面网格划分采用三角形网格,体网格划分采用以六面体为核心的剪裁体网格,并对发动机舱、车身底部等关键区域进行加密,最终划分的体网格数目约为 2500 万。
1.2 模型验证
通过对比车辆前端总压来验证仿真模型,在车头前端 200mm 处安装总压排,该总压排共布置 28 个 1mm总压管,验证试验在同济大学地面交通工具风洞中心的环境风洞中进行,如图 3 所示,试验风速为 120km/h,图 4 所示为试验与仿真的结果对比,可以看出仿真所得的总压分布趋势与试验结果比较一致,两者的平均误差在 7%左右,考虑到测量设备的误差,可认为该模型具有较高的模拟精度。
2 结果分析
为分析移动地面对冷却系统的影响,本文计算了在移动地面(Moving Ground)和固定地面(Solid Ground)工况下不同来流风速下整车的流场分布。
2.1 冷却模块空气侧流场分布
车辆运行过程中,发动机所产生的热量是由冷却液带至散热器,并在此通过热交换散发到外部空气中,因此冷却模块空气侧的流场分布决定了其换热性能。图 5 所示为 120km/h 下发动机舱对称面上的速度分布云图,整体来看,移动地面的使用并未改变发动机舱的流场分布,仅在冷凝器上部的流速有所降低。
图 6 所示为 120km/h 下散热器冷凝器迎风面的速度云图,相对于固定地面工况,移动地面下的散热器迎风面速度分布存在较为明显的变化,其低速区域减小,通过散热器的冷却空气风速整体有所提升。
2.2 散热器进气流量对比
通过散热器的空气流量是决定散热器换热性能的重要特征参数,因而也是判定冷却系统试验精度的主要标准。表 2 给出了不同风速下通过散热器的空气质量流量,可以看出,散热器的进气流量随着迎风风速的增加而增加,且相对固定地面工况,移动地面工况下通过散热器的空气质量流量在各风速下均有不同程度的提升,约为 1.2%左右,其中 100km/h 下增幅最大,为 1.63%。
2.3 车身底部速度轮廓
为分析移动地面对车身底部流场的影响,提取 120km/h 下车身底部对称面上三处不同位置上(A、B 和C)的速度轮廓,如图 7 所示,A 处对应车辆前端驻点位置,B 处对应发动机护板后沿位置,C 处对应发动机舱防火墙位置。由图可以看出,在近地面处(H<0.05m),移动地面工况下的速度整体有所提升,且附面边界层的厚度相对减小;对应 H>0.05m 时,A 和 B 处的速度并未有显著变化,而对应 C 处,移动地面工况下的速度有明显的提升。
2.4 发动机舱出口压力分布
提取发动机舱冷却气流出口截面上的压力分布进行分析,如图 8 所示,在移动地面和固定地面工况下,该截面上的压力分布并未有较明显的变化,不同的是移动地面工况下冷却气流出口截面的整体平均压力有所降低,由于车辆前端压力保持不变,冷却气流的进出口压差增大,从而使通过冷却模块的空气质量流量增大。发动机舱冷却气流出口压力下降的原因在于移动地面的引入,使得附面边界层的厚度减小,流过车身底部的空气流速整体有所提升,从而使该处的静压降低。表 3 给出了不通风速下冷却气流出口截面上的静压平均值,可以看出,移动地面工况下该截面上的静压值发生下降,且随着风速的提升静压降幅逐渐增大,但对比表 2 可以看出,静压降幅的增加并没有对通过散热器的进气流量产生显著影响。
3 结论与展望
目前环境风洞普遍缺少对移动地面的模拟,本文基于数值模拟技术,对比分析了车辆在移动地面和固定地面工况下前端的流场分布。结果表明:
a) 环境风洞在引入地面模拟后,发动机舱流场分布变化不大,散热器迎风面上的速度整体有所增加;
b) 通过散热器的空气质量流量增加 1.2%左右,原因是由于在移动地面工况下,附面边界层的厚度减少,使得通过车身底部的空气流速增大,特别是对应冷却气流出口位置的空气流速,由此降低了冷却气流出口的压力,增大发动机舱冷却气流进出口压差,从而导致通过散热器的冷却空气流量增加;
因此,从通过散热器的空气流量变化来看,地面模拟对车辆冷却系统的环境风洞试验存在一定的影响。
此外,本文仅考虑移动地面对冷却系统环境风洞试验的影响,为进一步扩展本文的研究成果,有必要研究切向吹气或边界层抽吸与移动地面对环境风洞试验的综合影响。
标签:
- 环球最新:地面模拟对环境风洞中车辆冷却系统试验的影响
- 你侬我侬 忒煞情多_你侬我侬是什么意思-环球快看
- 重庆移通学院有哪些专业 重庆移通学院专业排名 当前最新
- 重庆46个轨道站点完成步行便捷性提升
- 塞尔达传说王国之泪完美结局攻略[多图]-聚看点
- 蔡徐坤,王艺瑾,杨幂,ab白鹿,徐开骋
- 福特蒙迪欧1.5T版本将上市!起售价或降至15万以内
- 港股收评|恒生科技指数涨2.26% 网易、理想汽车涨超3%
- 天天观速讯丨广东:对购买首套自住房的多子女家庭 有条件的城市可适当提高公积金贷款额度
- 美国证交会将允许欧洲《金融工具市场指导II》(MIFIDII)暂缓令于下周到期
- AI相关职位需求量爆发性增长,岗位薪资最高达50万一年 热门
- 江苏黄沙港特大桥顺利合龙 预计6月底完工
- 南疆阿克苏的“流量密码”
- 海信激光显示刘显荣:健康大屏应具备三大标准
- LPR利率调整后房贷什么时候变?要向银行申请降房贷利率吗?
- 国有大行定期存款利率又要降了!已有股份行率先调整,3%以上寥寥无几
- 高管变动 | 李素明新任东吴基金总经理兼财务负责人-焦点热门
- 天天快资讯:洛江区政府主要领导带队开展巡林
- 2023年房屋征收,拆迁补偿协商处理,这5点要注意-世界看点
- 618哪款千元机值得买?4年流畅不卡顿,OPPO K11x配置均衡价格实惠
- 每日速递:塞尔达传说王国之泪飞弛之物在哪[多图]
- 天天最新:【收评】PVC日内下跌1.40% 机构称昨日PVC期货区间震荡 点价货源优势暂不明显
- 环球时讯:淬励(关于淬励介绍)
- 无畏契约国服与国际服的区别一览[多图]
- 加强风险管理 推进数字化转型-世界今日报
- 世界看热讯:春秋前是哪个朝代_春秋之前什么朝代
- 加拿大野火连烧10多天 美国跟着遭殃:纽约成全球空气最差城市 每日视点
- 6月7日国内市场钴盐价格汇总 今日精选
- 世界观察:国网元宝山区供电公司:高考保电我在岗 学子圆梦我护航
- G3一战的结果非常重要赢球一方将占据主动权-世界微动态
- 第十九届文博会开幕 推动中国文化产业发展
- 【收评】豆油日内上涨0.03% 机构称油脂反弹乏力
- 环球观热点:贵在情谊,不是贵在价格
- 当前头条:高考加油|提醒!6月7日-9日沈阳这些道路将临时交通管制!
- 成长才是最大的谎言。 世界滚动
- 汉字找茬王唤醒大郎怎么过 唤醒大郎关卡通关攻略
- 当前讯息:2023海南高考分数总分多少?
- 原油行业市场深度分析 6月6日国内原油期货涨0.4%-今日最新
- 天天新资讯:好家伙!顽强的豆粕又涨了!这回又是什么情况?能涨多少
- 环球讯息:宏景科技:融资净买入313.84万元,融资余额5884.76万元(06-06)
- 当前信息:美股异动 | 发布脑机接口(BCI)加密匿名器软件技术系统 微美全息(WIMI.US)涨超9%
- 观焦点:fwb在社交中啥意思 ons和fwb的区别
- 超过112万尾珍稀特有鱼类在长江上游被放归|天天资讯
- 即时看!ktv包房内的真实照片 女人ktv包房有什么服务
- 全球快消息!植物大战僵尸老虎机_植物大战僵尸年度版通关存档
- 当前热文:秦海波_秦海
- 大床房_大床
- 芒种至,仲夏始,播种健康做好“5件事”_世界快讯
- 漠河旅游最佳时间_漠河下雪 滚动
- 共招募5000人!2023北京城市副中心运河骑游季正式启动 环球今头条
- “标准·认证+”助力产业链高质量发展 全球要闻
- 米游社我的角色怎么查看_米游社如何查看天空岛级别_当前热讯
- 微视频丨用心奔赴 不惧“考”验-滚动
- 每日播报!徐汇网红文艺小马路竖起“任意门”,通往上海影视乐园“新世界”!
- 建设人水和谐生态 清新环境在行动
- 沈兵履新! 世界热讯
- 天天速读:鲁商传媒集团_关于鲁商传媒集团简述
- 环球滚动:火山岩颗粒_火山岩的作用
- Snap挖谷歌前工程师来担任新的工程负责人
- 当前通讯!雷克萨斯LBX发布 搭1.5L混动 定位很亲民
- 惠民生 促消费 建设银行第三届“龙卡信用卡66节”启动 每日热文
- 【环球报资讯】江西检方严惩破坏环境资源犯罪 2018年以来批捕3363人
- “AI+医疗”又一应用场景:基因测序龙头发布新算法 将集成在软件中 每日焦点
- 深圳市博学在线教育科技有限公司虚假宣传
- 187号段什么时候出的_187号段-全球速讯
- 市值暴涨8000亿,马斯克告诉了美国同行,为啥需要中国市场?
- 只为源头清水来 安徽省将加快实施新一轮巢湖综合治理
- 科技昨夜今晨 0606:苹果 WWDC 2023 开发者大会、刘慈欣自曝用 ChatGPT 写发言稿、黄仁勋称发力 AI 不代表冷落游戏玩家 每日时讯
- 天天时讯:南海东部油田智慧化加速 永置式光纤“千眼百手”实时监测4000米深水油藏
- 港交所双柜台模式19日推出 首批21家证券名单出炉
- 道路普货驾驶员从业资格证可直接申领|当前滚动
- 环球动态:许一个“光明的未来”,浦东儿童青少年总体近视率呈逐年下降趋势
- 高碳钢价格多少钱一吨_高碳钢牌号 每日视点
- 天天快看点丨Woj:蒙蒂的合同会影响很多人 斯波&科尔或可拿2000万年薪
- 北约秘书长:瑞典入约或在7月北约峰会前达成
- 女子为拍照被卷入海中随后不幸身亡
- 当前热议!dns怎么设置电脑_dns怎么设置
- 热继电器反时限特性_热继电器的双金属片弯曲的速度与电流大小有关 电流越大 速度越快 世界球精选
- 高考倒计时2天!小米卢伟冰为考生加油:高考不是人生巨大的坎_天天热讯
- 探访“负碳海岛”——灵山岛
- 红米k30pro什么时间发布的(红米k30pro什么时候出)
- 夏季高温又潮湿,血液病患者的饮食要注意什么?
- 华为:夯实泛在千兆网络,加速万兆融合创新
- 把马克思主义基本原理同中国具体实际、同中华优秀传统文化相结合是必由之路
- 焦点热议:如何战胜 ChatGPT?这家 AI 大佬创建的公司展示了一种打法
- 今日报丨长沙夜市爆炒鹅卵石16元一份 恩施州餐协:这道地方菜叫嗍丢
- 快看:三缸豪车 雷克萨斯最入门SUV车型LBX官图发布:用上1.5L混动
- 一对一口语家教“免费到家”!阿尔法蛋AI词典笔T20上线口语陪练功能 微速讯
- 有一味中药被称为补气之长,气足,百病可除
- 中南大学升华网如何投稿_中南大学升华网 焦点速递
- 招商蛇口7亿元中期票据将付息 利率5.27%|即时焦点
- 今日亚盘纽元兑美元汇率交易策略(2023年6月5日)
- 环球速读:中国“船”说丨国产邮轮救生艇性能如何?这项试验很重要
- 韩国又来恶心人!孙准浩涉嫌受贿被刑拘,如今却入选韩国大名单_天天新视野
- 全球新资讯:一博科技:6月2日融资买入4456.15万元,融资融券余额1.54亿元
- 青年何以回乡入乡
- 钙钛矿电池转换效率再创纪录 技术突破促进产业化进程不断提速
- 聆听创新发展澎湃之声
- 源文件是什么格式的文件(源文件是什么格式)_全球头条
- 造车九年,贾跃亭还在为梦想窒息
广告
广告
- 长治襄垣县增收11517万元 提前15天实现首季“开门红”
- 黑龙江讷河新增1例确诊4例无症状 病例详情公布
- 浙江宁波余姚奉化宁海三地开展核酸检测 结果均为阴性
- 浙江湖州南浔三处棋牌室经营者被行拘
- 那年今日 | 一张漫画涨知识之12月13日
- 在宁波乘火车跨省出行须持48小时内核酸阴性证明
- 浙江温州一地发现核酸弱阳性?复采复检结果均为阴性
- 浙江三门发现一名密接者:二次核酸检测结果均为阴性
- 贱卖的发电机 新买的制茶机——安徽水电供区改革两周年回访见闻
- 浙江杭州新增1例新冠肺炎确诊病例 为集中隔离人员
- 2022年研考在即,学硕缩招,专硕时代真的来了?
- 探访杭州核酸检测点:排队高峰多在夜间 医院24小时运转
- 浙江发挥零售药店“哨点”作用 织就疫情防控监测网
- 哈尔滨市本轮疫情首批1名确诊患者出院
- 宁波镇海第三轮全员核酸检测574181人 结果均为阴性
- 陕西新增本土确诊病例1例、境外输入无症状感染者2例
- 齐齐哈尔讷河一地调整为中风险地区
- 浙江新增新冠肺炎确诊病例75例 其中本土74例
- 内蒙古新增本土确诊病例5例 均在呼伦贝尔满洲里市
- 黑龙江无新增确诊病例 新增本土核酸检测初筛阳性人员5例