[发明专利]一种涂装烘干室气流温度场仿真计算方法

说明书

本发明公开了一种涂装烘干室气流温度场仿真计算方法，包括以下步骤：根据待模拟的烘干室空间结构和工件空间结构建立三维简化封闭空间模型；对所建立的烘干室三维几何模型和工件模型进行网格划分；建立所述烘干室内部流场和温度场的数学模型；根据烘干室各区域空气入口边界条件参数，编制UDF控制程序，定义数学模型边界条件；根据所述的边界条件参数求解出所述的特性参数，以获得所述流场特性和温度场特性；在计算数据求解完成后，可以观察到空气气流在烘干室内的流动状态，以及工件在不同区域段的加热和冷却状态，此时如果工件各部位受热时间过长或者工件冷却效果不理想，可通过调整空气入口喷嘴位置或速度，从而达到理想效果。

技术领域

本发明涉及汽车涂装车间技术领域，具体领域为一种涂装烘干室气流温度场仿真计算方法。

背景技术

汽车涂装烘干室是一种关于汽车白车身加热烘干的一种设备，广泛应用于汽车加工制造领域，其中，工件在烘干室加热和冷却过程中，对空气速度及工件温度控制有着严格的要求，因此烘干室喷嘴位置的合理化分布显得十分重要。

目前，针对烘干室喷嘴位置的分布大多数采用实验方法进行分析，实验过程中需要在有限的空间内调整喷嘴的数量、角度，操作十分不便、耗费大量的人力物力，同时数据的监测和采集也十分困难，使得产品的设计周期变得更加漫长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涂装烘干室气流温度场仿真计算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种涂装烘干室气流温度场仿真计算方法，包括以下步骤：

步骤S110、根据待模拟的烘干室空间结构和工件空间结构建立三维简化封闭空间模型；

步骤S120、对所建立的烘干室三维几何模型和工件模型进行网格划分；

步骤S130、建立所述烘干室内部流场和温度场的数学模型；

步骤S140、根据烘干室各区域空气入口边界条件参数，编制 UDF控制程序，定义数学模型边界条件；

步骤S150、根据所述的边界条件参数求解出所述的特性参数，以获得所述流场特性和温度场特性。

步骤S110中建立三维简化封闭空间模型包括以下步骤：

步骤S1101、确定模拟烘干室气流喷嘴位置的空间三维结构；

步骤S1102、确定模拟烘干室几何三维结构模型；

步骤S1103、确定模拟工件空间三维结构模型；

步骤S1104、确定模拟工件与烘干室喷嘴位置相对关系。

步骤2中进行网格划分包括以下步骤：

步骤S1201、对确定模拟的烘干室和工件表面几何结构进行简化处理；

步骤S1202、采用ICEM-CFD、Hyper mesh、Meshing软件进行几何模拟，而后进行非结构化网格划分；

步骤S1203、基于气流喷嘴和工件表面网格尺寸小于烘干室几何整体网格尺寸，对工件表面格子进行细化。

步骤S130中的数学模型的建立包括以下步骤：

步骤S1301，选取传热模型：

传热计算满足能量守恒定律，该定律可表述为：微元体中能量的增加率等于进入微元体的净热流量加上体力与面力对微元体所做的功，通过求解能量方程来解决传热问题,能量方程的具体形式如下：