【发动机冷却水套计算模型的建立分析案例1500字】

发动机冷却水套计算模型的建立分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u10453发动机冷却水套计算模型的建立分析案例 1177721.1发动机的基本参数 1173461.2三维模型的建立 2255001.3对三维模型网格的划分 4117541.1.1结构化网格 487311.1.2非结构化网格 566981.1.3混合网格 626371.4发动机冷却水套网格的建立 6282581.5初始条件的设置 81.1发动机的基本参数该课题用到的发动机为，其基本参数如下：该发动机实物图如下：图表SEQ图表\*ARABIC1汽缸体实物图缸盖部分实物图1.2三维模型的建立计算模型建立的第一步是根据实物建立其三维模型。本课题的研究对象是发动机冷却水套，因此模型建立时应将原本空洞的地方建立为实体。本课题三维模型用CATIA软件建立得到。但由于缸盖部分水套过于复杂，缸盖部分模型由3D扫描得到。其他部分模型则根据实物测绘得到。各部分具体三维模型如下：图表SEQ图表\*ARABIC2缸盖部分模型图表SEQ图表\*ARABIC3缸体部分模型图表SEQ图表\*ARABIC4汽缸垫和进水口模型图表SEQ图表\*ARABIC5冷却水套整体模型1.3对三维模型网格的划分对三维模型进行网格的划分在整个仿真计算中占据着极为关键的地位。生成网格的质量直接影响着仿真的精度。因此，网格划分问题引起了国内外学者广泛的研究。目前，主流的网格大致可分为三大类：非结构化网格、结构化网格以及混合网格。1.1.1结构化网格结构化网格是指所有的网格具有相同的结构形式和衔接方式。其优点在于：网格生成速率快、质量高、结构较为加单。其缺点在于使用范围过于片面，仅在对规则物体进行网格划分时较为适用，由于该冷却水套结构较为复杂，结构化网格并不能胜任该课题的研究。以下为结构化网格实例。图表SEQ图表\*ARABIC6结构化网格1.1.2非结构化网格简单来说非结构化网格就是将待化模型用空间四面体填满。非结构化网格由于更少的限制使其更为灵活，对外型复杂的模型有更强的适应能力。其缺点在于，用该方法画出的网格数量往往过多，因此往往导致计算难度加大以至于计算时间过长。由于其特殊的网格结构对于某些流动问题其往往出现较大误差。以下为非结构化网格实例。图表SEQ图表\*ARABIC7非结构化网格1.1.3混合网格混合网格中既包含了结构化网格又包含非结构化网格，其中和了两者的优缺点。在实际计算中，混合网格相对两者又更为优异的表现。因此也被广泛运用在工程实际。一下为混合网格实例图表SEQ图表\*ARABIC8混合网格综上分析，为更好完成本课题的研究。在划分网格时采用的是混合网格。1.4发动机冷却水套网格的建立将通过CATIA得到的模型保存为stl表皮文件，并在FIRE中打开得到面网格，根据各个壁面性质以及参数的不同将其划分不同的selections。如下图所示为本文划分的selections。图表SEQ图表\*ARABIC9面网格selection划分本文划分selection思路是：首先将进水口和出水口找出。缸盖部分由于温度分布的不均匀性，其靠近火花塞部分温度较高。以与火花塞的距离为参考标准划分不同selections。至于缸体部分则较为简单，只需将上部靠近燃烧室部分与下部区分。FIRE前处理可自行进行体网格的建立。只需在面网格的基础上建立闭合边界就能生成体网格。经过多次尝试在建立体网格时最大尺寸设为0.004mm，最小尺寸设为0.00125mm最佳。在connectingedge中选择进出口。如下图：图表SEQ图表\*ARABIC10connectingedge最终得到完整的体网格，如下图：图表SEQ图表\*ARABIC11体网格模型对建立好的体网格进行检查，检查网格是否合理，是否出现错误网格。如果网格中出现类似与负体积网格等严重错误网格。那么，该体网格模型将无法完成后续计算，此时应及时做出修改。如图所示，当网格未出现错误时方可继续下一步操作。图表SEQ图表\*ARABIC12对体网格进行检查1.5初始条件的设置本文对流场的分析是基于发动机转速在4000转每分时进行的。入水口类型选为质量流量型入口。根据发动机基本参数算出发动机冷却水进水口流量大致在1.85kg/s，温度设为363K。出水口类型为Gradient=0。缸盖部分，靠近火花塞部位温度为393K，远离火花塞部位温度为373K，之间部分为383K。缸盖上靠近出水口位置温度设为363K。缸