《CFD典型案例》

1、以以“智智”开创开创以以“和和”为富为富 重庆三电CFD典型案例集 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 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

2、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。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日产591项目蒸发

3、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，方案二为日产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。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

4、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。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。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

5、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。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

6、部分为非重点考察工况。浅蓝及粉红底色为略超差部分。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。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。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

7、，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。概况案例一案例二案例三案例四 一、分析一、分析CN200与与CN200S冷风吹面冷风吹面CN200SCN200一个进气口，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，转速3200r/min；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，转速

8、3200r/min。概况案例一案例二案例三案例四 CN200SCN2004. CN200与CN200S Y轴流动性对比云图概况案例一案例二案例三案例四 CN200SCN2005. cn200与CN200S 轴侧 流动线性 对比云图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 流动线性云图概况案例一案例二案例三案例四CN200SCN200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、三、CN200与与CN200S 冷风吹面冷风吹面 风量分配数据对比风量分配数据对比

9、前左吹面前左吹面前中吹面前中吹面 前右吹面前右吹面后吹面后吹面前左中吹面前左中吹面前右中吹面前右中吹面后左吹面后左吹面后右吹面后右吹面总风量总风量CN20075.24254.5276.68406.8CN200S79.56163.0878.8465.88388.8CN200S带风管81.3680.6479.9286.0427.8328.30384.92.风量对比数据表，风量体积单位m/h；分析数据；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

10、，后吹面风量有所下降。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、分析四、分析CN200与与CN200S暖风吹面暖风吹面CN200SCN2001.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，转速3200r/min；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，转速3200r/min。概况案例一案例二案例三案例四 CN200SCN2004. cn200与CN200S Y轴

11、流动性对比云图概况案例一案例二案例三案例四CN200SCN2005. CN200与CN200S 轴侧 流动线性 对比云图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 流动线性云图概况案例一案例二案例三案例四CN200SCN200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、六、CN200与与CN200S 暖风吹面风量分配数据对比暖风吹面风量分配数据对比前左吹面前左吹面前中吹面前中吹面 前右吹面前右吹面后吹面后吹面前左中吹面前左中吹面前右中吹面前右中吹面后左吹面后

12、左吹面后右吹面后右吹面总风量总风量CN20057.6194.459.76311.76CN200S60.84148.3262.2837.08308.52CN200S带风管61.9262.2876.3277.0415.2615.44308.522.风量对比数据表，风量体积单位m/h；分析数据；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

13、小。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。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1234567进风口出风口进风口为：1、2、3、4、5、6； 出风口为：7 。概况案例一案例二案例三案例四1、分析压损(1) 分析条件：在恒温20，标准大气压下；(2) 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。(3) 静压力云图如下； -98Pa概况案例一案例二案例三案例四2、进气室特性曲线压力（压力（Pa)

14、40608098120风量(m/h)346421.2489.6540579.6 分析条件：在恒温20，标准大气压下；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。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：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13风管进出风口分布图出风口进风口概况案例一案例二案例三案例四1、分析压损(1) 分析条件：在恒温20，标准大气压下；(2) 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。(3) 压力云图如下； 404Pa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。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。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概况案例一案例二案例三案例四1、分析压损(1) 分析条件：在