[發明專利]一種整車冷卻系統雙流體仿真分析方法

在審

• 申請號: 202210321834.7
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114692303A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 李義林;馮燕燕;昝建明
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 李勇

本發明公開了一種整車冷卻系統雙流體仿真分析方法，其包括如下步驟：步驟一，建立包括冷卻系統的目標整車幾何模型并進行網格化處理；步驟二，建立雙流體物理模型，雙流體物理模型包括用于模擬空氣在目標整車及發動機艙的流動狀況的空氣側物理模型和用于模擬冷卻液在冷卻系統內部的流動狀況的冷卻液側物理模型；步驟三，獲取目標整車在不同工況下的工況參數，將所述工況參數輸入目標整車冷卻系統仿真模型中進行仿真計算；步驟四，將仿真計算結果與設計目標進行比較，評價冷卻系統性能是否滿足要求。其能夠解決現有技術存在流程復雜周期長、無法考慮冷卻系統風量風溫及分布等問題，提升冷卻系統仿真精度，縮短冷卻系統仿真分析周期。

技術領域

本發明涉及汽車CFD及系統分析領域，具體涉及整車冷卻系統雙流體仿真分析方法。

背景技術

整車冷卻系統關鍵作用是保證發動機在所有工況下，都保持在最適宜的溫度范圍內。既要防止發動機夏天過熱，又要防止發動機冬季過冷。在啟動時還要保證發動機能迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度，主機廠都很重視冷卻系統仿真分析。

現有的車輛冷卻系統分析主要采用一維模型仿真，側重于冷卻系統各個部件之間的匹配，為了提升仿真精度，所屬領域的技術人員提出了一些技術方案。例如CN112149218A公開了一種冷卻系統仿真分析方法，通過三維仿真分析數據修訂一維仿真邊界，進而解決低速行車中熱回流空氣對發動機水溫造成的影響。但是該方法流程復雜周期長，無法考慮冷卻系統風量風溫及分布，從而冷卻系統水溫仿真精度，進一步影響冷卻系統匹配選型。因此，有必要研究一種高效精準的整車冷卻系統的仿真分析方法。

發明內容

本發明為解決現有技術存在流程復雜周期長、無法考慮冷卻系統風量風溫及分布等問題，提供一種高效精準的整車冷卻系統雙流體仿真分析方法，提升冷卻系統仿真精度，縮短冷卻系統仿真分析周期。

本發明所述的整車冷卻系統雙流體仿真分析方法，其包括如下步驟：

步驟一，建立包括冷卻系統的目標整車幾何模型并對幾何模型進行網格化處理；

步驟二，建立雙流體物理模型，得到目標整車冷卻系統仿真模型；所述雙流體物理模型包括空氣側物理模型和冷卻液側物理模型，空氣側物理模型用于模擬空氣在目標整車及發動機艙的流動狀況，冷卻液側物理模型用于模擬冷卻液在冷卻系統內部的流動狀況；

步驟三，獲取目標整車在不同工況下的工況參數，將所述工況參數輸入目標整車冷卻系統仿真模型中進行仿真計算，輸出仿真計算結果；

步驟四，將仿真計算結果與設計目標進行比較，評價冷卻系統性能是否滿足要求。

進一步，所述步驟一中目標整車幾何模型還包括車身、發動機艙和底盤，在進行網格化處理前，對目標整車幾何模型進行處理，形成發動機艙封閉區域和車身的乘員艙封閉區域。

進一步，所述空氣側物理模型與目標整車幾何模型中的冷卻系統的冷卻模塊和風扇區域建立連接，實現空氣側物理模型與冷卻液側物理模型的數據傳遞。

進一步，所述步驟三中的工況參數包括環境溫度、排氣溫度、排氣流量、風扇轉速、發動機檔位、發動機發熱量、冷卻系統流量和空調能耗。

進一步，所述步驟三中的仿真計算具體為：基于建立的目標整車冷卻系統仿真模型和工況參數條件，采用Realizable K-Epsilon湍流模型，將設置好的模型上傳高性能云，進行模型計算，并確保收斂性，殘差曲線波動小且對應的值要小于10^-3。

進一步，所述仿真計算結果包括冷卻系統的散熱器水溫、冷凝器風速、冷凝器進風溫度和空濾器進氣口溫度。