flowmaster汽车版及应用案例介绍

1、Flowmaster汽车版及应用案例介绍尹洪斌上海海基盛元信息科技有限公司Flowmaster易用性简介Flowmaster汽车版应用案例Flowmaster公司及软件介绍报告内容Flowmaster汽车版介绍FML公司简介FML成立于1984年，总部设在英国，在美国、法国、德国和印度设有研发机构FML公司拥有120多名技术工程师，Flowmaster软件有20多年的开发历史，它是一款面向流体系统仿真的工程分析软件，也是FML公司的唯一产品工程师们在英国流体力学研究中心进行了1万多个小时的实验，并把数据内置到Flowmaster软件中Flowmaster软件已通过ISO 9001认证，在全球1

2、2个国家和地区有销售代理商，在全球超过1000家机构在设计时使用Flowmaster北京海基公司是Flowmaster在中国的唯一代理商Flowmaster是一款面向工程的流体系统仿真软件，广泛应用于设计和分析复杂的流动、传热等问题。具体功能包括： 压力，温度，流量，传热量等参数预测 稳态分析&瞬态分析 不可压缩流体&可压缩流体 液体&气体，空调系统 部件的评估 任意规模及复杂度的系统Flowmaster功能介绍Flowmaster流体系统仿真 三维CFD模拟强大的热流体系统仿真功能完备的分析模型瞬态、稳态、可压、不可压、换热、填充、流体配平完备的热流体系统元件大量标准的流体元件，并且可自行定

3、义真实的物理实验数据，确保结果的精度稳定、快速的求解器便捷处理不连续数据以及原始数据相较三维CFD软件，求解速度显著提高便捷的建模工具先进的图形用户界面元件库、特性数据库、流体介质库参数输入仿真数据设置 丰富的元件库BendsCircular BendsRectangular BendsValvesControl Valves12 Different TypesCheck ValvesSwing-Check ValveClapper-Check ValvePlug-Check ValveRelief ValvesPoppet Relief ValveHeat ExchangersRadiato

4、rHeat ExchangerHeater/CoolerPipes & PassagesCylindricalRectangularPrismaticHexagonalRotating PassageTransitionsAbruptGradualPumpsRotodynamic PumpsCompressorCentrifugal FanControllersScript ControllerTabular DataCurve InputPIDMotor Torque ControllerPressure UnloaderSourcesFlow SourcePressure SourceZe

5、ro Flow Blank EndPressure Vs Flow SourceJunctionsY JunctionsT JunctionsOrificesSharp-Edged ConicalLongRadiussedSquareSharp-Edged Standard Orifice PlateReservoirsGeneralConstant HeadVariable HeadFinite AreaStorage Vessel2-Armed Tank 3-Armed TankExpansion TankAccumulatorsAir VesselBladderVented Air Ve

6、sselDiaphragmsWeirsMiscellaneousGaugesECMsDiscrete LossesGeneral Loss ComponentSolidsPoint MassSolid BarThermal BridgeTemperature SourceHeat Source AC ComponentsEvaporatorCondenserCompressorAccumulatorReceiver DrierFixed Orifice TubeThermal Expansion ValveVariable Orifice Valve 完备的数据库Control ValvesV

7、ariable ThrottlePressure ReducingPressure ReliefSimple Relief Valve Cylinders1 Rod 2 Acting Faces1 Rod 1 Acting Face2 Rods 2 Acting FacesLoadsLoad Vs TimeLoad Vs Operational VariableCheck ValvesSimplePilotSpringHeat ExchangersRadiatorHeat ExchangerHeater/CoolerLossesGeneral Loss Component2 Different

8、 BendsSmooth Mitre Circular TTransitionsAbruptGradualOrificesSharp-Edged (Conical)LongRadiussedSquareSharp-Edged Standard Orifice PlateSolidsPoint MassSolid BarThermal BridgeHeat Source Temperature SourceValve DynamicsPressure ReducingPressure SequenceCounter BalancePressure ReliefMiscellaneousGauge

9、sECMsPumpsRotodynamicPositive DisplacementMotorsHydraulic Gear AccumulatorsAccumulator ControllersTabular DataCurve InputPIDMotor Torque ControllerPressure Unloader Controller Pipes & PassagesCylindricalRotating PassageReservoirs & SourcesReservoirsFinite Area2-Armed Tank3-Armed TankExpansion TankSo

10、urcesFlow SourcePressure SourceZero Flow Blank EndPressure Vs Flow Source Directional Control Valves 6 Available2 Port3 Port4 Port2 Position3 Position (3)建立完善的用户数据库便捷的自定义专有特性曲线、曲面快速建立系统模型Flowmaster在产品开发过程中的定位在产品研制早期评估多种方案，减少物理原型产品的数目允许设计工程师对系统进行参数化分析和选择判断所设计的物理模型是否满足原设计方案根据需要进行优化设计对产品的改进进行诊断、确认和完善Fl

11、owmaster易用性简介Flowmaster汽车版应用案例Flowmaster公司及软件介绍报告内容Flowmaster汽车版介绍汽车工业面临的挑战行业标准与规章US CAFEKyotoEU 2000/304/EC市场时间成本企业形象与品牌竞争客户需求性能舒适性1990研发时间比例约4%研制周期40至50个月18至24个月当今200524至30个月12个月CAE 有效提升产品竞争力汽车研发过程Flowmaster汽车版Flowmaster Auto版是在Flowmaster V7仿真平台的基础上，针对汽车行业开发出的具有专业功能的一个版本主要特征V7版的首个专业版本全新的前、后处理工具更新、

12、增加了元件专业的应用冷却系统 润滑系统空调系统 燃油喷射系统排气系统 空气侧系统汽车专业的用户指南汽车版部分专用元件废气阀涡轮增压器发动机体水泵润滑油喷嘴限压阀油泵暖风仓催化转化器排气弯管滤网油滤器温控阀油冷器增压空气冷却器固定容积元件导热元件对流元件热辐射元件热桥功能描述压损vs流量 to损失系数vs雷诺数 压损vs流速 to损失系数Vs雷诺数通过参考点进行转换参考温度参考压力密度粘度价值不必再使用Excel表格进行人为转换直接利用实测数据或部件生产厂商的数据生成所需的特性数据生成特性数据的同时保留了原始数据前处理和后处理工具(流阻特性数据转换器）前处理和后处理工具（频域分析）功能描述对仿真

13、结果进行快速傅立叶变换 频谱分析（frequency spectrum)能谱分析 (power spectrum)价值通过频域分析对结果进行评估通过频域分析对控制系统参数 进行调试，优化控制算法?具有在客户整个产品研制过程中起到重要作用的系统仿真技术研发能力为汽车行业服务长达20年2001 - 20081998 - 20001995 - 19971989 - 1994标准仿真 将Flowmaster使用贯穿于原型车整个研制周期上MIRA、Ricardo等汽车咨询公司为汽车公司提供一维系统仿真咨询获得利润 汽车零部件供应商使用Flowmaster，因为汽车厂商关心零部件与整个系统的匹配早期，汽车

14、厂商把Flowmaster软件作为系统设计的一种技术创新工具Flowmaster在汽车行业的成长历程国外Flowmaster用户8 of the top 12 Auto Companies use Flowmaster*fortune 500国内典型汽车用户国内已有Flowmaster航空用户具备了较高的使用水平由于项目需要，部分用户正在联系扩充与升级事宜，如吉利汽车、上汽商用车技术中心、南汽、海马汽车、北汽福田等国内汽车用户群逐年增长长春一汽汽研所东风汽车上汽乘用车技术中心泛亚汽车奇瑞汽车重庆长安江铃汽车广西玉柴北方发动机研究所北方车辆研究所清化大学汽研所天津大学内燃机国家重点实验室上海交大

15、制冷与低温工程研究所北京理工大学车辆工程学院北京工业大学Flowmaster易用性简介Flowmaster汽车版应用案例Flowmaster公司及软件介绍报告内容Flowmaster汽车版介绍Flowmaster在汽车行业的典型应用VTM 冷却系统冷却系统模型稳态与瞬态计算变参数分析基于几何与性能的换热器更多的元件Flowmaster 汽车版可以预测:暖起时间节温器的行为冷却液的温度瞬态仿真The Flowmaster model has been validated against CFD results. This was done for design verification purp

16、oses. The accuracy between the two simulation tools was 0.9%.Cummins Diesel Engines发动机冷却系统元件VTM 空气侧3D 显示基本的空气侧与冷却系统模型空气侧系统元件空气侧分段控制器Array of temperature, pressure and mass flow rateArray of temperature, pressure and mass flow rate3D-CFDsegmented3D-CFDsegmentedFlowmaster空气侧分段控制器在空气侧系统的仿真分析中，经常需要设置或者测

17、量某一段的数据 。空气侧分段控制器能够给定或者读取分段元件任意一段的数据。Different mass flows, temperature and pressures across heat exchangersVTM 润滑系统完备的元件、流体工质与特性数据Flowmaster 填充求解元件相互影响与换热稳态与瞬态求解变参数分析与驾驶周期模拟与其它软件的联合仿真，如：ANSYS Fluent, STAR-CD and MATLAB/Simulink润滑系统元件四缸、双凸轮轴润滑系统模型轴承VTM 润滑系统案例四缸、双凸轮轴发动机的润滑系统通过油泵从油底壳供油转动部件通过FM的旋转通道元件进行

18、模拟所有轴承均使用FM已有轴承进行仿真通过稳态与瞬态分析，验证发动机的各关键位置是否具有充足的润滑油，从而避免过热及失效润滑油量能够非常明晰的显示VTM 空调系统价值在样机之前精确模拟空调系统的特性，节省成本开展假定分析评估空调系统元件在研发过程中催生新的设计理念压焓图空调系统元件功能通过完备的元件、冷却剂以及特性数据模拟空调系统双向的热泵建模瞬态与稳态分析任意流体工质均可流过换热器基于几何与特性的换热器模型集成NIST REFPROP 8.0VTM 空调系统案例空调系统仿真可以预测：总体性能能耗冷却剂的温度对座舱空气的影响新技术Flowmaster从P+Z Engineering获取了KLA

19、N的授权KLAN 代码包括CO2大量基于几何的换热器发动机模型齿轮箱模型源于宝马公司的代码P+Z 将促进FM的发展/pdf/Flowmaster_P+Z_press_release.pdf基于几何的高级换热器高级换热器需定义如下参数几何尺寸 (长度，宽度，高度)翅片管, 间隙管排布置, 连接形式支持单相流动与两相流动换热支持空调中的Chillers 5 种高级换热器（换热器模型总数达到了13个）200多个经验公式基于几何的高级换热器Geometric Data Wizard Defining Heat Tube Connectivity.VTM 车舱元件能够模拟任意车舱几何以及外界环境对空调系

20、统的影响VTM 车舱元件功能瞬态分析元件尺寸对车厢条件的影响可考查车窗光线入射的影响考虑气候因素对车厢内的影响对空调系统与车型进行匹配分析优化控制策略，保障乘客的舒适性燃油喷射系统功能通过完备的元件、介质以及特性数据模拟燃油喷射系统瞬态与稳态分析变参数分析频域分析与其它软件进行联合仿真，如：ANSYS Fluent, STAR-CD and MATLAB/Simulink价值确定系统管道的尺寸优化供油性能迅速研究不同的配置对系统性能的影响在早期设计中发现潜在的风险燃油喷射系统元件与机械元件四缸发动机燃油喷射系统模型燃油喷射系统应用案例 针对某大型柴油机的燃油喷射系统，建立了燃油喷射器模型，开展

21、了一系列分析排气系统功能建立完整的排气系统分析模型完备的换热分析稳态与瞬态分析变参数分析与声学分析以及三维CFD软件进行联合仿真价值验证系统压力、流速、温度，确保任意工况的稳定工作优化曲轴箱强制通风满足性能、成本以及声学目标对最新的减排设计方案进行设计与优化，如生物柴油、停缸、混合动力、能量回收等排气系统元件“Using Flowmaster really benefited the development of this cranes exhaust. We were within 99% of test data.”Aden Bott, R&D Engineer - Eminox“The main benefit of ADEPT and Flowmaster is that a development engineer can now design and optimise system backpressure in less than a day when it used to take a week.”Roger J Chuter, Principal Systems Engineer - ArvinMeritor排气系统案例该模型为单排气歧管双尾管的系统模型计算目的是获取背压以及排气流量利用1D