[发明专利]一种汽车发动机冷却系统一维三维联合仿真方法有效

专利信息
申请号: 202010952370.0 申请日: 2020-09-11
公开(公告)号: CN112380613B 公开(公告)日: 2023-03-21
发明(设计)人: 唐海国;毛磊;彭婧;张光亚 申请(专利权)人: 上汽通用五菱汽车股份有限公司
主分类号: G06F30/15 分类号: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/28;G06T17/00;G06F113/08;G06F119/08
代理公司: 北京中北知识产权代理有限公司 11253 代理人: 卢业强
地址: 545007 广西壮族自治区柳*** 国省代码: 广西;45
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摘要:
搜索关键词: 一种 汽车发动机 冷却系统 三维 联合 仿真 方法
【说明书】:

发明公开一种汽车发动机冷却系统一维三维联合仿真方法。所述方法包括:利用三维仿真软件预估散热器、中冷器的热功率,冷凝器的热功率取恒定值,进而得到散热器、中冷器、冷凝器芯体的出口风量以及芯体入口的表面温度平均值;基于所述风量和温度平均值,利用一维仿真软件进行一维系统仿真计算,得到散热器、中冷器的热功率;以散热器、中冷器、冷凝器的热功率,利用三维仿真软件得到散热器芯体、中冷器芯体、冷凝器芯体的出口风量以及芯体入口的表面温度平均值;反复执行上述步骤进行迭代计算,直到满足收敛条件。本发明充分利用一维仿真软件和三维仿真软件各自的优点,通过反复迭代减少因热回流产生的仿真误差,提高了冷却系统水温的仿真精度。

技术领域

本发明属于汽车发动机冷却系统仿真技术领域,具体涉及一种汽车发动机冷却系统一维三维联合仿真方法。

背景技术

汽车冷却系统是指以发动机、冷凝器、中冷器为主要热源的散热系统,同时也包括节温器、水泵及管路等。冷却系统仿真一般采用一维仿真和三维仿真两种方法。一维仿真是指系统级别的仿真,侧重于冷却系统各个部件之间的匹配,在一维模型中搭建冷却系统回路的各个部件模型,包括发动机、散热器、冷凝器、中冷器、节温器、暖风、管路等,如图1所示,考虑各个部件之间的连接关系,然后进行仿真分析,最终的评价指标包括水温、流量等。它的重点在于性能分析,进行关键零部件的选型与匹配。三维仿真侧重于零部件级别的详细开发。搭建整车的详细模型,重点分析格栅开口大小是否合适,可提取出前端模块(散热器、冷凝器和中冷器)风量用于一维冷却系统分析;关注机舱流场是否合理,怠速工况是否存在回流,是否有热害产生等等。它侧重于流场详细结构的优化。

目前成熟的一维仿真方法主要在于评估冷却系统流量分配。在仿真冷却系统水温时,对空气侧的风量及温度多以经验数据或者后期试验数据作为输入,存在如下问题:以经验数据作为边界输入,导致水温仿真结果误差较大;以台架试验数据作为输入,在设计前期由于无法进行试验导致难以进行仿真评估,而且散热器、中冷器的台架热功率与实车有差别,难以保证仿真精度。另外,由于在低速工况下,或车型早期设计时前端冷却模块周边密封不严的情况下,前端模块容易吸入来自机舱的热回流空气,仅靠现有一维仿真难以对热回流进行定量分析,进而无法准确评估冷却系统的水温。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提出一种汽车发动机冷却系统一维三维联合仿真方法。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种汽车发动机冷却系统一维三维联合仿真方法,包括:

步骤1,利用三维仿真软件进行稳态热流场分析,预估散热器、中冷器的热功率Qrad0、Qcac0,冷凝器的热功率取恒定值Qcon,进而得到散热器、中冷器、冷凝器芯体的出口风量qrad1、qcac1、qcon1,以及芯体入口的表面温度平均值Trad1、Tcac1、Tcon1

步骤2,基于qrad1、qcac1、qcon1和Trad1、Tcac1、Tcon1,利用一维仿真软件进行一维系统仿真计算,得到散热器、中冷器的热功率Qrad1、Qcac1

步骤3,以Qrad1、Qcac1、Qcon为输入,利用三维仿真软件得到散热器、中冷器、冷凝器芯体的出口风量qrad2、qcac2、qcon2,以及芯体入口的表面温度平均值Trad2、Tcac2、Tcon2

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