发动机冷却风扇散热特性研究
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发动机冷却风扇散热特性研究

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摘 要
发动机冷却风扇是汽车水冷系统中重要的组成部件,风扇的散热性能直接影响着发动机的散热效果,进而直接关系到发动机能否正常工作。随着人们节能环保意识的日益增强以及发动机动力性能和转速的不断提高,对于冷却风扇的散热性能要求也越来越高。本文利用CFD方法对风扇的气动性能进行仿真,并与试验结果进行比对分析。同时考虑到风扇在高速旋转时在风压和惯性离心力的共同作用下产生的大变形,甚至断裂现象,对风扇进行流固耦合分析。
通过查阅相关文献,对风扇进行气动性能试验。本文中对试验台架、试验的过程以及试验的数据结果都进行了详尽的分析。建立了风扇的CFD模型,并根据试验条件建立适当的边界条件,对风扇的流量进行仿真计算,计算得到风扇在多种工况下的流量数值;并与试验数据进行比对分析,结果表明:由于在仿真时忽略了风扇的一些细小特征以及风架对风扇流量的影响,导致仿真结果比试验结果偏大。
将风扇CFX流场中的计算得到的风扇表面压力分布结果导入到ANSYS中,对风扇进行流固耦合分析,仿真模拟风扇在五种转速情况下的静压与惯性离心力共同作用下的应力及变形。结果表明:风扇应力最大值出现在叶片的根部以及叶片与外环的连接处,风扇变形的主要方式为轴向窜动。


关键词:冷却风扇 流量 流固耦合 应力 变形
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