汽车散热器流动与传热三维仿真分析

bb20920d · 发表于 2022-5-3 11:16:22

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雅宝题库解析：
本文应用商用CFD软件Fluent分别对汽车散热器局部翅片模型和简化整体散热器模型进行三维模拟计算，其中简化整体散热器芯部采用多孔介质模型代替。首先，通过计算不同空气进口速度下的散热器局部翅片模型，获得多孔介质模型代替真实翅片计算所需的分布阻力系数，并验证这种方法的合理性；接着用多孔介质模型代替真实翅片计算简化整体散热器的三维流场和温度场，研究不同翅片开窗角度及翅片间距对简化整体散热器换热性能的影响；之后将风扇模型作为散热器空气进口，分析风扇模型对简化整体散热器计算的影响；最后使用Cu-水纳米流体作为冷却液对简化整体散热器进行计算，探索纳米流体对散热器换热性能的影响。局部翅片模型计算结果表明：多孔介质模型替代真实翅片模型的方法误差较小，可满足模拟整体散热器换热的工程需要；空气在翅片间形成的低速区厚度影响散热器的换热效果，该厚度越小散热效果越好。简化整体散热器计算结果表明：随着翅片开窗角度的变大，冷却液出口温度有所上升，并在26°时出现极值；翅片间距1.4mm模型的散热效果均比1mm模型的散热效果好；空气进口相同进风速度时，不考虑风扇模型的工况冷却液出口温度更低，相同进风量时，考虑风扇模型的工况冷却液出口温度更低。使用纳米流体作为冷却液的计算结果表明：散热器扁管壁面平均换热系数及进出口压差均随着Cu粒子体积分数的增大而增加，但壁面换热系数的增量大于进出口压差的增量，纳米流体作为冷却液可以较好地提高散热器换热能力；随着Cu粒子体积分数的增大，纳米流体冷却液平均流速相比纯水几乎没有变化，使用纳米流体提高散热器换热能力的机理并不是通过提高冷却液流速而实现的。

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