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资源描述
重庆三电CFD典型案例集,CFD典型案例课件,重庆三电CFD分析能力概况,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,目前重庆三电有CFD工程师两人,使用软件为西门子UG NX 8.5 Advanced Simulation,求解器 NX THERMAL / FLOW。 自2012年以来,我们使用该分析软件,进行CFD分析,支持了公司多个项目的开发工作。包括:CN100 改型,CN200 全新空调设计,CN200S 改型设计,日产591项目等。通过不断的摸索,我们已总结出一套行之有效的分析方法和流程,能够较为准确的进行总风量计算,内部流场优化,风量分配计算,流阻测量等工作。 目前,CFD分析已作为一种基本的工具,大量的用于前期方案构思,中期设计优化,后期结合试验进行改进和调整。但我们起步晚,我们尚不具备风噪、振动、热交换的分析的能力,接下来我们会在工作中学习,更加有效的使用手中的工具,支持公司的产品设计工作。,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,分析目的,591项目第一轮方案完成以后,经评估,蒸发器前端壳体形状不合理,会导致蒸发器表面风速分布严重不均,直接影响蒸发器热交换能力,需优化。我们设计了两种方案,进行对比分析。,原始设计,优化方案1,优化方案2,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,模型准备及边界条件输入,优化方案1,优化方案2,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,流动性对比,优化方案1,优化方案2,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,蒸发器表面风速对比,优化方案1,优化方案2,方案一最小风速区域风速1.4m/s,方案二为1.7,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,分析结论,从流动性及蒸发器表面风速对比来看,方案2更优。后续壳体设计以方案2为基准,设计完成后加工验证。,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,试验数据对比,蒸发器表面风速均化的目的是为了均化蒸发器表面温度。样件加工完成后,我们通过试验,测试蒸发器表面风速分布,校核CFD数据可靠性。 各工况下蒸发器表面温度分布均匀,符合客户要求,蒸发器表面温差3摄氏度以内。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,分析目的,591项目由于客户对于出风口位置的输入比较特殊,分风结构较公司以往结构变化较大,第一次设计方案经评估,各出风口分风比不能达到设计要求。需要结合CFD工具,修改数据的同时,反复进行CFD验证,直到达到客户要求。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第一轮优化目标及边界条件,由于第三次样件交期要求,第一轮优化针对吹面,除霜二个基本工况的冷暖模式,进行优化,达到客户分风比要求。吹足吹面、吹足除霜1,吹足除霜2两个工况及混合风门中间状态不做分析。,冷风吹面模式,暖风除霜模式,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第一轮优化结果,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第一轮优化试验结果对比,试验工况和分析工况有些差异(蓝色线划掉部分),对比吹面和除霜模式,CFD结果和试验结果误差在可接受范围内。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第二轮优化目标及边界条件,本轮CFD分析,需要做所有5个模式下,冷暖及混风模式下的风量分配。本轮分析的目标是确定内部风道,及配风结构的形状,确定各模式下风门开度。,冷风吹面模式,暖风除霜模式,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第二轮优化结果,第二轮CFD优化做了更多工况下的分析,蓝线划掉部分为非重点考察工况。浅蓝及粉红底色为略超差部分。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第二轮优化结果,后吹足与前排吹足的风量分配,根据以前的经验,分风处一侧风道有90度折弯,另一侧风道直行的情况,CFD结果与试验结果有差异,直行风管CFD分析风量会比实测的小。 满足上表的分风比的各风门角度如下表。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第一轮优化试验结果对比,本轮分析待试验验证。试验尚未完成。,CFD典型案例课件,CN200S分风CFD分析报告,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,分析目的和条件,1、本次分析针对CN200、CN200S(不带风管和带风管两种状态)空调箱做以下两个工况的CFD分析,对比CN200和CN200S内部流场。并考察CN200S带风管各出风口分风比。 a 冷风吹面 b 暖风吹面 2、分析中不做热交换的计算。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,一、分析CN200与CN200S冷风吹面,CN200S,CN200,一个进气口,左中右三个吹面出口及后吹面出口,一个进气口,左中右三个吹面出口,1.边界及分析条件:在标准大气压,恒温20下分析; 2.给定同条件参数:简化进气部分,蒸发器加风阻系数0.8,转速3200r/min;,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S带风管,一个进气口,四个吹面出口及后吹面出口,3. CN200S带风管边界条件,简化进气部分,蒸发器加风阻系数0.8,转速3200r/min。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,4. CN200与CN200S Y轴流动性对比云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,5. cn200与CN200S 轴侧 流动线性 对比云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S带风管,6. CN200S 轴侧带风管 流动线性云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,分别对应左中右和后吹面出口及总风量,分别对应左中右吹面出口及总风量,CN200S带风管,分别对应前吹面四个出风口(由左及右),后吹面左右出风口及总风量,三、CN200与CN200S 冷风吹面 风量分配数据对比,2.风量对比数据表,风量体积单位m/h;,1.CFD分析数据;,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,3. CN200S冷风吹面 风管分风数据说明,冷风吹面状态, CN200S总风量略有下降。装上后吹面风管以后,可以看出,前吹面四个出风口风量相当,又有后吹面风管较长且形状复杂,后吹面风量有所下降。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,一个进气口,左中右三个吹面出口及后吹面出口,一个进气口,左中右三个吹面出口,四、分析CN200与CN200S暖风吹面,CN200S,CN200,1.边界及分析条件:在标准大气压,恒温20下分析; 2.给定同条件参数:简化进气部分,蒸发器暖风芯体加风阻系数0.8,转速3200r/min;,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S带风管,一个进气口,四个吹面出口及后吹面出口,3. CN200S带风管边界条件,简化进气部分,蒸发器加风阻系数0.8,转速3200r/min。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,4. cn200与CN200S Y轴流动性对比云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,5. CN200与CN200S 轴侧 流动线性 对比云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S带风管,6. CN200S 轴侧带风管 流动线性云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,分别对应左中右和后吹面出口及总风量,分别对应左中右吹面出口及总风量,CN200S带风管,分别对应前吹面四个出风口(由左及右),后吹面左右出风口及总风量,六、CN200与CN200S 暖风吹面风量分配数据对比,2.风量对比数据表,风量体积单位m/h;,1.CFD分析数据;,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,3. CN200S暖风吹面数据说明,暖风吹面状态, CN200S总风量略有下降。装上后吹面风管以后,可以看出,前吹面四个出风口风量相当,由于暖风状态内阻比冷风状态大,所以CN200S风量下降不大,加上风管以后总风量没有下降。 由于内部流场的变化,和冷风状态相比,暖风状态后吹面分风比例较小。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,日产591项目各风管压损CFD分析,分析目标 1. 考察各风管在额定风量下的压损。 2. 考察各风管内部流动性。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,一、空调进风口前端进气室压损CFD分析,1,2,3,4,5,6,7,进风口,出风口,进风口为:1、2、3、4、5、6; 出风口为:7 。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,1、分析压损,分析条件:在恒温20,标准大气压下; 通过给定额定出风总风量540m/h,分析在进气室出风口 静压力为 -98 Pa,即进风室在额定风量下的压损值为98Pa。 静压力云图如下;,-98Pa,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,2、进气室特性曲线,分析条件:在恒温20,标准大气压下;,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,3、进气室流动性,对进气室流动性分析:存在多个明显较大的涡流、紊流区,流速不均匀,可能使整车噪音增大。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,A . 速度分布云图,对进气室在恒温20 ,标准大气压,额定风量540m/h分析:,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,二、左吹面风管压损CFD分析,1,3,风管进出风口分布图,出风口,进风口,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,1、分析压损,分析条件:在恒温20,标准大气压下; 通过给定额定出风总风量118.8m/h,分析在风管进风口 压力为 404Pa,即出风室在额定风量下的压损值为404Pa。 压力云图如下;,404Pa,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,(4)通过静压力云图,分析 结构缺陷 及说明,两红圈处因前后结构变化剧烈,产生高低压区,严重 增加风管压损,造成空调整体分风比例不均匀,建议两红圈处修改结构,并分析。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,2、风管流动性,对风管流动性分析:无明显的涡流、紊流区,流线均匀,规则。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,三、右吹面风管压损CFD分析,出气室进出风口分布图,出风口,进风口,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,1、分析压损,分析条件:在恒温20,标准大气压下; 通过给定额定出风总风量118.8m/h,分析在风管进风口 压力为 187Pa,即出风室在额定风量下的压损值为187Pa。 压力云图如下;,187Pa,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,(4)通过静压力云图,分析 结构缺陷 及说明,三红圈处因前后结构变化剧烈,产生高低压区,增加风管压损,可能造成空调整体分风比例不均匀,建议三红圈处修改结构。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,2、
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