《CFD典型案例》

1、以以“智智”開(kāi)創(chuàng)開(kāi)創(chuàng)以以“和和”為富為富 重慶三電CFD典型案例集 重慶三電CFD分析能力概況概況案例一案例二案例三案例四 目前重慶三電有CFD工程師兩人，使用軟件為西門(mén)子 Advanced Simulation，求解器 NX THERMAL / FLOW。 自2012年以來(lái)，我們使用該分析軟件，進(jìn)行CFD分析，支持了公司多個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)工作。包括：CN100 改型，CN200 全新空調(diào)設(shè)計(jì)，CN200S 改型設(shè)計(jì)，日產(chǎn)591項(xiàng)目等。通過(guò)不斷的摸索，我們已總結(jié)出一套行之有效的分析方法和流程，能夠較為準(zhǔn)確的進(jìn)行總風(fēng)量計(jì)算，內(nèi)部流場(chǎng)優(yōu)化，風(fēng)量分配計(jì)算，流阻測(cè)量等工作。 目前，CFD分析已作為一種基本

2、的工具，大量的用于前期方案構(gòu)思，中期設(shè)計(jì)優(yōu)化，后期結(jié)合試驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。但我們起步晚，我們尚不具備風(fēng)噪、振動(dòng)、熱交換的分析的能力，接下來(lái)我們會(huì)在工作中學(xué)習(xí)，更加有效的使用手中的工具，支持公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作。日產(chǎn)591項(xiàng)目蒸發(fā)器前端殼體形狀優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四分析目的 591項(xiàng)目第一輪方案完成以后，經(jīng)評(píng)估，蒸發(fā)器前端殼體形狀不合理，會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)器表面風(fēng)速分布嚴(yán)重不均，直接影響蒸發(fā)器熱交換能力，需優(yōu)化。我們?cè)O(shè)計(jì)了兩種方案，進(jìn)行對(duì)比分析。原始設(shè)計(jì)優(yōu)化方案1優(yōu)化方案2日產(chǎn)591項(xiàng)目蒸發(fā)器前端殼體形狀優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四模型準(zhǔn)備及邊界條件輸入優(yōu)化方案1優(yōu)化方案2日產(chǎn)591項(xiàng)目蒸發(fā)

3、器前端殼體形狀優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四流動(dòng)性對(duì)比優(yōu)化方案1優(yōu)化方案2日產(chǎn)591項(xiàng)目蒸發(fā)器前端殼體形狀優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四蒸發(fā)器表面風(fēng)速對(duì)比優(yōu)化方案1優(yōu)化方案2方案一最小風(fēng)速區(qū)域風(fēng)速，方案二為日產(chǎn)591項(xiàng)目蒸發(fā)器前端殼體形狀優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四分析結(jié)論 從流動(dòng)性及蒸發(fā)器表面風(fēng)速對(duì)比來(lái)看，方案2更優(yōu)。后續(xù)殼體設(shè)計(jì)以方案2為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)完成后加工驗(yàn)證。日產(chǎn)591項(xiàng)目蒸發(fā)器前端殼體形狀優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比 蒸發(fā)器表面風(fēng)速均化的目的是為了均化蒸發(fā)器表面溫度。樣件加工完成后，我們通過(guò)試驗(yàn)，測(cè)試蒸發(fā)器表面風(fēng)速分布，校核CFD數(shù)據(jù)可靠性。 各工況下蒸發(fā)器表

4、面溫度分布均勻，符合客戶要求，蒸發(fā)器表面溫差3攝氏度以內(nèi)。日產(chǎn)591項(xiàng)目分風(fēng)比優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四分析目的 591項(xiàng)目由于客戶對(duì)于出風(fēng)口位置的輸入比較特殊，分風(fēng)結(jié)構(gòu)較公司以往結(jié)構(gòu)變化較大，第一次設(shè)計(jì)方案經(jīng)評(píng)估，各出風(fēng)口分風(fēng)比不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。需要結(jié)合CFD工具，修改數(shù)據(jù)的同時(shí)，反復(fù)進(jìn)行CFD驗(yàn)證，直到達(dá)到客戶要求。日產(chǎn)591項(xiàng)目分風(fēng)比優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四第一輪優(yōu)化目標(biāo)及邊界條件 由于第三次樣件交期要求，第一輪優(yōu)化針對(duì)吹面，除霜二個(gè)基本工況的冷暖模式，進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到客戶分風(fēng)比要求。吹足吹面、吹足除霜1，吹足除霜2兩個(gè)工況及混合風(fēng)門(mén)中間狀態(tài)不做分析。冷風(fēng)吹面模式暖風(fēng)除霜模式

5、日產(chǎn)591項(xiàng)目分風(fēng)比優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四第一輪優(yōu)化結(jié)果日產(chǎn)591項(xiàng)目分風(fēng)比優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四第一輪優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比 試驗(yàn)工況和分析工況有些差異（藍(lán)色線劃掉部分），對(duì)比吹面和除霜模式，CFD結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果誤差在可接受范圍內(nèi)。日產(chǎn)591項(xiàng)目分風(fēng)比優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四第二輪優(yōu)化目標(biāo)及邊界條件 本輪CFD分析，需要做所有5個(gè)模式下，冷暖及混風(fēng)模式下的風(fēng)量分配。本輪分析的目標(biāo)是確定內(nèi)部風(fēng)道，及配風(fēng)結(jié)構(gòu)的形狀，確定各模式下風(fēng)門(mén)開(kāi)度。冷風(fēng)吹面模式暖風(fēng)除霜模式日產(chǎn)591項(xiàng)目分風(fēng)比優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四第二輪優(yōu)化結(jié)果 第二輪CFD優(yōu)化做了更多工況下的分析，藍(lán)線劃掉

6、部分為非重點(diǎn)考察工況。淺藍(lán)及粉紅底色為略超差部分。日產(chǎn)591項(xiàng)目分風(fēng)比優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四第二輪優(yōu)化結(jié)果 后吹足與前排吹足的風(fēng)量分配，根據(jù)以前的經(jīng)驗(yàn)，分風(fēng)處一側(cè)風(fēng)道有90度折彎，另一側(cè)風(fēng)道直行的情況，CFD結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果有差異，直行風(fēng)管CFD分析風(fēng)量會(huì)比實(shí)測(cè)的小。 滿足上表的分風(fēng)比的各風(fēng)門(mén)角度如下表。日產(chǎn)591項(xiàng)目分風(fēng)比優(yōu)化概況案例一案例二案例三案例四第一輪優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比 本輪分析待試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)尚未完成。CN200S分風(fēng)CFD分析報(bào)告概況案例一案例二案例三案例四 分析目的和條件 1、本次分析針對(duì)CN200、CN200S（不帶風(fēng)管和帶風(fēng)管兩種狀態(tài)）空調(diào)箱做以下兩個(gè)工況的CFD分析

7、，對(duì)比CN200和CN200S內(nèi)部流場(chǎng)。并考察CN200S帶風(fēng)管各出風(fēng)口分風(fēng)比。 a 冷風(fēng)吹面 b 暖風(fēng)吹面 2、分析中不做熱交換的計(jì)算。概況案例一案例二案例三案例四 一、分析一、分析CN200與與CN200S冷風(fēng)吹面冷風(fēng)吹面CN200SCN200一個(gè)進(jìn)氣口，左中右三個(gè)吹面出口及后吹面出口一個(gè)進(jìn)氣口，左中右三個(gè)吹面出口1.邊界及分析條件：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，恒溫20下分析；2.給定同條件參數(shù)：簡(jiǎn)化進(jìn)氣部分，蒸發(fā)器加風(fēng)阻系數(shù)，轉(zhuǎn)速3200r/min；概況案例一案例二案例三案例四 CN200S帶風(fēng)管一個(gè)進(jìn)氣口，四個(gè)吹面出口及后吹面出口3. CN200S帶風(fēng)管邊界條件，簡(jiǎn)化進(jìn)氣部分，蒸發(fā)器加風(fēng)阻系數(shù)，轉(zhuǎn)速

8、3200r/min。概況案例一案例二案例三案例四 CN200SCN2004. CN200與CN200S Y軸流動(dòng)性對(duì)比云圖概況案例一案例二案例三案例四 CN200SCN2005. cn200與CN200S 軸側(cè) 流動(dòng)線性 對(duì)比云圖概況案例一案例二案例三案例四CN200S帶風(fēng)管6. CN200S 軸側(cè)帶風(fēng)管 流動(dòng)線性云圖概況案例一案例二案例三案例四CN200SCN200分別對(duì)應(yīng)左中右和后吹面出口及總風(fēng)量分別對(duì)應(yīng)左中右吹面出口及總風(fēng)量CN200S帶風(fēng)管分別對(duì)應(yīng)前吹面四個(gè)出風(fēng)口（由左及右），后吹面左右出風(fēng)口及總風(fēng)量三、三、CN200與與CN200S 冷風(fēng)吹面冷風(fēng)吹面 風(fēng)量分配數(shù)據(jù)對(duì)比風(fēng)量分配數(shù)據(jù)對(duì)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總風(fēng)量總風(fēng)量CN20075.24254.5276.68406.8CN200S79.56163.0878.8465.88388.8CN200S帶風(fēng)管81.3680.6479.9286.0427.8328.30384.92.風(fēng)量對(duì)比數(shù)據(jù)表，風(fēng)量體積單位m/h；分析數(shù)據(jù)；概況案例一案例二案例三案例四3. CN200S冷風(fēng)吹面 風(fēng)管分風(fēng)數(shù)據(jù)說(shuō)明冷風(fēng)吹面狀態(tài)， CN200S總風(fēng)量略有下降。裝上后吹面風(fēng)管以后，可以看出，前吹面四個(gè)出風(fēng)口風(fēng)量相當(dāng)，又有后吹面風(fēng)管較長(zhǎng)且形狀復(fù)雜

10、，后吹面風(fēng)量有所下降。概況案例一案例二案例三案例四 一個(gè)進(jìn)氣口，左中右三個(gè)吹面出口及后吹面出口一個(gè)進(jìn)氣口，左中右三個(gè)吹面出口四、分析四、分析CN200與與CN200S暖風(fēng)吹面暖風(fēng)吹面CN200SCN2001.邊界及分析條件：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，恒溫20下分析；2.給定同條件參數(shù)：簡(jiǎn)化進(jìn)氣部分，蒸發(fā)器暖風(fēng)芯體加風(fēng)阻系數(shù)，轉(zhuǎn)速3200r/min；概況案例一案例二案例三案例四 CN200S帶風(fēng)管一個(gè)進(jìn)氣口，四個(gè)吹面出口及后吹面出口3. CN200S帶風(fēng)管邊界條件，簡(jiǎn)化進(jìn)氣部分，蒸發(fā)器加風(fēng)阻系數(shù)，轉(zhuǎn)速3200r/min。概況案例一案例二案例三案例四 CN200SCN2004. cn200與CN200S Y軸

11、流動(dòng)性對(duì)比云圖概況案例一案例二案例三案例四CN200SCN2005. CN200與CN200S 軸側(cè) 流動(dòng)線性 對(duì)比云圖概況案例一案例二案例三案例四CN200S帶風(fēng)管6. CN200S 軸側(cè)帶風(fēng)管 流動(dòng)線性云圖概況案例一案例二案例三案例四CN200SCN200分別對(duì)應(yīng)左中右和后吹面出口及總風(fēng)量分別對(duì)應(yīng)左中右吹面出口及總風(fēng)量CN200S帶風(fēng)管分別對(duì)應(yīng)前吹面四個(gè)出風(fēng)口（由左及右），后吹面左右出風(fēng)口及總風(fēng)量六、六、CN200與與CN200S 暖風(fēng)吹面風(fēng)量分配數(shù)據(jù)對(duì)比暖風(fēng)吹面風(fēng)量分配數(shù)據(jù)對(duì)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總風(fēng)量總風(fēng)量CN20057.6194.459.76311.76CN200S60.84148.3262.2837.08308.52CN200S帶風(fēng)管61.9262.2876.3277.0415.2615.44308.522.風(fēng)量對(duì)比數(shù)據(jù)表，風(fēng)量體積單位m/h；分析數(shù)據(jù)；概況案例一案例二案例三案例四3. CN200S暖風(fēng)吹面數(shù)據(jù)說(shuō)明暖風(fēng)吹面狀態(tài)， CN200S總風(fēng)量略有下降。裝上后吹面風(fēng)管以后，可以看出，前吹面四個(gè)出風(fēng)口風(fēng)量相當(dāng)，由于暖風(fēng)狀態(tài)內(nèi)阻比冷風(fēng)狀態(tài)大，所以CN200S風(fēng)量下降不大，加上風(fēng)管以后總風(fēng)量沒(méi)有下降。由于內(nèi)部流場(chǎng)的變化，和冷風(fēng)狀態(tài)相比，暖風(fēng)狀態(tài)后吹面分風(fēng)比例較

13、小。概況案例一案例二案例三案例四日產(chǎn)591項(xiàng)目各風(fēng)管壓損CFD分析 分析目標(biāo) 1. 考察各風(fēng)管在額定風(fēng)量下的壓損。 2. 考察各風(fēng)管內(nèi)部流動(dòng)性。概況案例一案例二案例三案例四一、空調(diào)進(jìn)風(fēng)口前端進(jìn)氣室壓損CFD分析1234567進(jìn)風(fēng)口出風(fēng)口進(jìn)風(fēng)口為：1、2、3、4、5、6； 出風(fēng)口為：7 。概況案例一案例二案例三案例四1、分析壓損(1) 分析條件：在恒溫20，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下；(2) 通過(guò)給定額定出風(fēng)總風(fēng)量540m/h，分析在進(jìn)氣室出風(fēng)口 靜壓力為 -98 Pa,即進(jìn)風(fēng)室在額定風(fēng)量下的壓損值為98Pa。(3) 靜壓力云圖如下； -98Pa概況案例一案例二案例三案例四2、進(jìn)氣室特性曲線壓力（壓力（Pa)

14、40608098120風(fēng)量(m/h)346421.2489.6540579.6 分析條件：在恒溫20，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下；概況案例一案例二案例三案例四3、進(jìn)氣室流動(dòng)性對(duì)進(jìn)氣室流動(dòng)性分析：存在多個(gè)明顯較大的渦流、紊流區(qū)，流速不均勻，可能使整車噪音增大。概況案例一案例二案例三案例四A . 速度分布云圖對(duì)進(jìn)氣室在恒溫20 ，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，額定風(fēng)量540m/h分析：概況案例一案例二案例三案例四二、左吹面風(fēng)管壓損CFD分析13風(fēng)管進(jìn)出風(fēng)口分布圖出風(fēng)口進(jìn)風(fēng)口概況案例一案例二案例三案例四1、分析壓損(1) 分析條件：在恒溫20，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下；(2) 通過(guò)給定額定出風(fēng)總風(fēng)量118.8m/h，分析在風(fēng)管進(jìn)風(fēng)口 壓力為 404Pa,即出風(fēng)室在額定風(fēng)量下的壓損值為404Pa。(3) 壓力云圖如下； 404Pa概況案例一案例二案例三案例四（4）通過(guò)靜壓力云圖，分析 結(jié)構(gòu)缺陷 及說(shuō)明 兩紅圈處因前后結(jié)構(gòu)變化劇烈，產(chǎn)生高低壓區(qū)，嚴(yán)重 增加風(fēng)管壓損，造成空調(diào)整體分風(fēng)比例不均勻，建議兩紅圈處修改結(jié)構(gòu)，并分析。概況案例一案例二案例三案例四2、風(fēng)管流動(dòng)性對(duì)風(fēng)管流動(dòng)性分析：無(wú)明顯的渦流、紊流區(qū)，流線均勻，規(guī)則。概況案例一案例二案例三案例四三、右吹面風(fēng)管壓損CFD分析出氣室進(jìn)出風(fēng)口分布圖出風(fēng)口進(jìn)風(fēng)口概況案例一案例二案例三案例四1、分析壓損(1) 分析條件：在