基于数字风洞的整车热管理性能开发

摘要

针对某商用车更换大功率发动机以满足国六排放和四阶段油耗法规要求，需要优化冷却系统，提升散热能力.采用格子玻尔兹曼方法（lattice Boltzmann method,LBM）建立热环境数字风洞，高精度预测整车热平衡与热保护性能，仿真与试验对标，冷却液温度预测值与试验测试值之间的误差小于1℃.基于此以散热器水温和中冷器出风温度作为优化目标，分析冷凝器、中冷器、散热器和风扇侵入量之间的交互效应，并据此进行优化设计，提出一套适用于发动机冷却系统虚拟标定的仿真流程.研究结果表明，风扇侵入量和中冷器高度对散热器散热性能影响较大.经过优化迭代后，散热器和中冷器的进气量分别提升了5.01%和7.87%，冷却模块的表面温度分布更加均匀，显著改善了发动机舱散热效率.

关键词

热平衡 / 数值模拟 / 玻尔兹曼方程 / 优化