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1、重庆三电CFD典型案例集,CFD典型案例课件,重庆三电CFD分析能力概况,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,目前重庆三电有CFD工程师两人，使用软件为西门子UG NX 8.5 Advanced Simulation，求解器 NX THERMAL / FLOW。 自2012年以来，我们使用该分析软件，进行CFD分析，支持了公司多个项目的开发工作。包括：CN100 改型，CN200 全新空调设计，CN200S 改型设计，日产591项目等。通过不断的摸索，我们已总结出一套行之有效的分析方法和流程，能够较为准确的进行总风量计算，内部流场优化，风量分配计算，流阻测量等工作。 目前，CFD分析已作为一
2、种基本的工具，大量的用于前期方案构思，中期设计优化，后期结合试验进行改进和调整。但我们起步晚，我们尚不具备风噪、振动、热交换的分析的能力，接下来我们会在工作中学习，更加有效的使用手中的工具，支持公司的产品设计工作。,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,分析目的,591项目第一轮方案完成以后，经评估，蒸发器前端壳体形状不合理，会导致蒸发器表面风速分布严重不均，直接影响蒸发器热交换能力，需优化。我们设计了两种方案，进行对比分析。,原始设计,优化方案1,优化方案2,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例
3、二,案例三,案例四,模型准备及边界条件输入,优化方案1,优化方案2,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,流动性对比,优化方案1,优化方案2,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,蒸发器表面风速对比,优化方案1,优化方案2,方案一最小风速区域风速1.4m/s，方案二为1.7,CFD典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,分析结论,从流动性及蒸发器表面风速对比来看，方案2更优。后续壳体设计以方案2为基准，设计完成后加工验证。,CFD
4、典型案例课件,日产591项目蒸发器前端壳体形状优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,试验数据对比,蒸发器表面风速均化的目的是为了均化蒸发器表面温度。样件加工完成后，我们通过试验，测试蒸发器表面风速分布，校核CFD数据可靠性。 各工况下蒸发器表面温度分布均匀，符合客户要求，蒸发器表面温差3摄氏度以内。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,分析目的,591项目由于客户对于出风口位置的输入比较特殊，分风结构较公司以往结构变化较大，第一次设计方案经评估，各出风口分风比不能达到设计要求。需要结合CFD工具，修改数据的同时，反复进行CFD验证，直到达到
5、客户要求。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第一轮优化目标及边界条件,由于第三次样件交期要求，第一轮优化针对吹面，除霜二个基本工况的冷暖模式，进行优化，达到客户分风比要求。吹足吹面、吹足除霜1，吹足除霜2两个工况及混合风门中间状态不做分析。,冷风吹面模式,暖风除霜模式,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第一轮优化结果,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第一轮优化试验结果对比,试验工况和分析工况有些差异（蓝色线划掉部分），对比吹面和除霜模式，CF
6、D结果和试验结果误差在可接受范围内。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第二轮优化目标及边界条件,本轮CFD分析，需要做所有5个模式下，冷暖及混风模式下的风量分配。本轮分析的目标是确定内部风道，及配风结构的形状，确定各模式下风门开度。,冷风吹面模式,暖风除霜模式,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第二轮优化结果,第二轮CFD优化做了更多工况下的分析，蓝线划掉部分为非重点考察工况。浅蓝及粉红底色为略超差部分。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第二
7、轮优化结果,后吹足与前排吹足的风量分配，根据以前的经验，分风处一侧风道有90度折弯，另一侧风道直行的情况，CFD结果与试验结果有差异，直行风管CFD分析风量会比实测的小。 满足上表的分风比的各风门角度如下表。,CFD典型案例课件,日产591项目分风比优化,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,第一轮优化试验结果对比,本轮分析待试验验证。试验尚未完成。,CFD典型案例课件,CN200S分风CFD分析报告,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,分析目的和条件,1、本次分析针对CN200、CN200S（不带风管和带风管两种状态）空调箱做以下两个工况的CFD分析，对比CN200和CN200S内部流场。
8、并考察CN200S带风管各出风口分风比。 a 冷风吹面 b 暖风吹面 2、分析中不做热交换的计算。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,一、分析CN200与CN200S冷风吹面,CN200S,CN200,一个进气口，左中右三个吹面出口及后吹面出口,一个进气口，左中右三个吹面出口,1.边界及分析条件：在标准大气压，恒温20下分析； 2.给定同条件参数：简化进气部分，蒸发器加风阻系数0.8，转速3200r/min；,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S带风管,一个进气口，四个吹面出口及后吹面出口,3. CN200S带风管边界条件，简化进气部分
9、，蒸发器加风阻系数0.8，转速3200r/min。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,4. CN200与CN200S Y轴流动性对比云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,5. cn200与CN200S 轴侧 流动线性 对比云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S带风管,6. CN200S 轴侧带风管 流动线性云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,分别对应左中右和后吹面出口及总风量,分别对应左中右吹面出口及总
10、风量,CN200S带风管,分别对应前吹面四个出风口（由左及右），后吹面左右出风口及总风量,三、CN200与CN200S 冷风吹面 风量分配数据对比,2.风量对比数据表，风量体积单位m/h；,1.CFD分析数据；,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,3. CN200S冷风吹面 风管分风数据说明,冷风吹面状态， CN200S总风量略有下降。装上后吹面风管以后，可以看出，前吹面四个出风口风量相当，又有后吹面风管较长且形状复杂，后吹面风量有所下降。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,一个进气口，左中右三个吹面出口及后吹面出口,一个进气口，左中右三个吹面出口
11、,四、分析CN200与CN200S暖风吹面,CN200S,CN200,1.边界及分析条件：在标准大气压，恒温20下分析； 2.给定同条件参数：简化进气部分，蒸发器暖风芯体加风阻系数0.8，转速3200r/min；,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S带风管,一个进气口，四个吹面出口及后吹面出口,3. CN200S带风管边界条件，简化进气部分，蒸发器加风阻系数0.8，转速3200r/min。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,4. cn200与CN200S Y轴流动性对比云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案
12、例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,5. CN200与CN200S 轴侧 流动线性 对比云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S带风管,6. CN200S 轴侧带风管 流动线性云图,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,CN200S,CN200,分别对应左中右和后吹面出口及总风量,分别对应左中右吹面出口及总风量,CN200S带风管,分别对应前吹面四个出风口（由左及右），后吹面左右出风口及总风量,六、CN200与CN200S 暖风吹面风量分配数据对比,2.风量对比数据表，风量体积单位m/h；,1.CFD分析数据；,CFD典型案例
13、课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,3. CN200S暖风吹面数据说明,暖风吹面状态， CN200S总风量略有下降。装上后吹面风管以后，可以看出，前吹面四个出风口风量相当，由于暖风状态内阻比冷风状态大，所以CN200S风量下降不大，加上风管以后总风量没有下降。 由于内部流场的变化，和冷风状态相比，暖风状态后吹面分风比例较小。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,日产591项目各风管压损CFD分析,分析目标 1. 考察各风管在额定风量下的压损。 2. 考察各风管内部流动性。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,一、空调进风口前端进气室压损CFD
14、分析,1,2,3,4,5,6,7,进风口,出风口,进风口为：1、2、3、4、5、6； 出风口为：7 。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,1、分析压损,分析条件：在恒温20，标准大气压下； 通过给定额定出风总风量540m/h，分析在进气室出风口 静压力为 -98 Pa,即进风室在额定风量下的压损值为98Pa。 静压力云图如下；,-98Pa,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,2、进气室特性曲线,分析条件：在恒温20，标准大气压下；,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,3、进气室流动性,对进气室流动性分析：存在多个明显较大的涡流
15、、紊流区，流速不均匀，可能使整车噪音增大。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,A . 速度分布云图,对进气室在恒温20 ，标准大气压，额定风量540m/h分析：,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,二、左吹面风管压损CFD分析,1,3,风管进出风口分布图,出风口,进风口,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,1、分析压损,分析条件：在恒温20，标准大气压下； 通过给定额定出风总风量118.8m/h，分析在风管进风口 压力为 404Pa,即出风室在额定风量下的压损值为404Pa。 压力云图如下；,404Pa,CFD典型案例课件,概
16、况,案例一,案例二,案例三,案例四,（4）通过静压力云图，分析 结构缺陷 及说明,两红圈处因前后结构变化剧烈，产生高低压区，严重 增加风管压损，造成空调整体分风比例不均匀，建议两红圈处修改结构，并分析。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,2、风管流动性,对风管流动性分析：无明显的涡流、紊流区，流线均匀，规则。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,三、右吹面风管压损CFD分析,出气室进出风口分布图,出风口,进风口,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,1、分析压损,分析条件：在恒温20，标准大气压下； 通过给定额定出风总风量118.8m/h，分析在风管进风口 压力为 187Pa,即出风室在额定风量下的压损值为187Pa。 压力云图如下；,187Pa,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,（4）通过静压力云图，分析 结构缺陷 及说明,三红圈处因前后结构变化剧烈，产生高低压区，增加风管压损，可能造成空调整体分风比例不均匀，建议三红圈处修改结构。,CFD典型案例课件,概况,案例一,案例二,案例三,案例四,2、
