計算流體動力學(xué)(CFD)在汽車空調(diào)系統(tǒng)除霜性能模擬分析的應(yīng)用研究.pdf

1、本文介紹了計算流體動力學(xué)(CFD)的基本理論、發(fā)展歷史、及其在汽車各系統(tǒng)尤其是空調(diào)管路系統(tǒng)設(shè)計過程中的應(yīng)用，闡述了CFD在汽車空調(diào)除霜設(shè)計過程中所起到優(yōu)化設(shè)計的重要作用。通過計算流體動力學(xué)的分析，可以大大節(jié)省汽車空調(diào)除霜系統(tǒng)設(shè)計的時間、費用，通過合理選擇軟件分析方法，能夠比較真實的反映出空調(diào)吹風(fēng)除霜的效果，具有很好的科學(xué)研究和實用價值。
　　 計算流體動力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD)

2、是通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示，對包含有流體流動和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做分析的一門學(xué)科。CFD相當(dāng)于“虛擬”地在計算機做實驗，用以模擬仿真實際的流體流動情況。CFD方法與傳統(tǒng)的理論分析方法、實驗測量方法組成了研究流體流動問題的完整體系，互為補充，相得益彰。N-S方程組是流體流動所需遵守的普遍規(guī)律。求解N-S方程組，即可得流場的速度、溫度、壓力等物理量分布。建立不同的紊流模型來模擬汽車內(nèi)外空氣流動狀況。本論文是采用高雷諾數(shù)的K-ε

3、模型，流場算法采用SIMPLE算法及有限體積法的數(shù)值離散方法來直觀的模擬分析某車型的汽車空調(diào)除霜系統(tǒng)對于前擋風(fēng)和側(cè)面車窗的除霜效果，以用于進一步優(yōu)化設(shè)計，然后通過多輪設(shè)計分析過程直到得到比較滿意的效果為止。
　　 冬天氣溫下降到零度以后，停在戶外的汽車玻璃上會結(jié)上一層冰霜，對行車安全產(chǎn)生危害。在國內(nèi)GB11556-94對汽車的除霜系統(tǒng)性能做出了嚴格的規(guī)定。汽車空調(diào)除霜性能對汽車駕駛和交通安全非常重要，本文利用CFD方法對某車型汽

4、車的除霜性能進行了出風(fēng)氣流的分析，在滿足國家標準規(guī)定的前提下對除霜風(fēng)道、通風(fēng)檐口、除霜檐口等關(guān)鍵部位進行了多輪改進和多次分析計算，要求風(fēng)速、除霜面積符合規(guī)定要求，同時避免回流，最終得到了滿足設(shè)計要求的除霜系統(tǒng)。比普通空調(diào)除霜實驗分析所得到的結(jié)果再指導(dǎo)設(shè)計的過程節(jié)省了大量時間，同時不須制作快速樣件，節(jié)約了成本。CFD模擬對于在汽車前期設(shè)計開發(fā)階段就及時發(fā)現(xiàn)問題解決問題發(fā)揮了巨大的作用，節(jié)約了財力物力，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，也為整個汽車前期