汽车发动机舱热管理分析建模流程

锦江

　　当前CFD仿真分析技术的长足进步，同时计算机软、硬件性能得到了极大的提升，机舱热管理开发工程经验也得到了充分的积累，机舱热管理CFD三维仿真分析从整车开发有效结合起来。要完成如下一个高大上的热管理仿真分析，首先就要建立分析模型。

　　整车热管理分析建模，工作量巨大，一般分为三种方式。即完全包面方法处理整车几何模型，或是完全手动处理，亦或是包面处理与手动处理想结合的方式。包面处理的优点是建模速度相对快，但对局部特征保留程度有限，局部特性不易控制。完全手动的优点是，可以根据自身需要，任意的保留或忽略局部特征，对网格质量控制很好，缺点也显而易见，耗时较长。也有将两者结合起来的建模方法，能兼取两者优点，但需要前处理人员具备明确的思路和经验，避免建模出错，影响分析结果。



　　仿真分析建模过程较为复杂，首选需将各系统总成CAD数据归纳整理并装配成整车模型，检查零部件编号，检查零部件数据情况，特别是热害分析相关件，以及仿真分析的热源输入件，这些均对分析结果有重要影响。以包面处理方式为例，说明建模的具体步骤。



　　一. 几何模型处理
　　1、动力总成系统

　　主要包括发动机，变速器及相关附件系统。建模时取动力总成系统的表面，根据需要划分不同区域的PID，并按各部件名称编号。



　　2、冷却系统

　　冷却系统主要包括冷却风扇，以及散热器，冷凝器，油冷器及中冷器等换热器，风扇一般采用MRF模型或动量源模型，各换热器处理为多孔介质。


　　3、发动机舱总成

　　机舱总成包括机舱内的梁，支架，管路，线束等等，取其外表面，并做好封闭，连接等。

　　4、底盘总成

　　底盘总成包括车底部所有零部件，悬架，油箱，轮胎，排气吊耳，驱动轴，传动轴以及所有的排气隔热罩等等。



　　每个子系统零部件总成处理完毕后，还需要建立一个求解域，模拟环境风洞的边界，求解域尺寸根据一般经验给出，不能过大或过小。



　　二. 网格生成

　　网格生成一般包括面网格划分，面网格重构，体网格划分三部分。面网格划分的质量好坏，影响对各零部件网格尺寸的控制，进而影响网格总数量。面网格重构可根据情况进行，如果初步生成的面网格质量较好，可以考虑省略。最后一步是生成体网格。体网格划分是重中之重，直接决定了最后的模型效果，以及对分析结果的影响。



　　划分完体网格之后，就等着交给计算机软件进行计算了。大型汽车公司一般会有大规模的云计算服务器根据计算机硬件能力，网格数量可以从几百万到千万甚至上亿级别。

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