STAR-CCM+:汽车散热器仿真案例

2025-05-31 03:43:11

汽车散热器是一个热交换器,从发动机流出的高温冷却液在散热器芯体内流动,低温空气从散热器芯体外吹过,从而带走热量帮助发动机内的冷却液稳定在恒定的工作温度。模型描述:冷却液上进下出,吹风由前向后,散热芯体简化为多孔介质模型,稳态计算。

工具/原料

STAR-CCM+ 13.02

模型导入

1、启动STAR-CCM+,新建simulation,选择Parallel on Local Host,Compute Processes设为2,点击OK,保存模型为radiator_hx.sim。

2、点击Import Surface Mesh,导入radiator_parts.x_b。参数默认,勾选Open Geometry Scene After Import。

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4、点击Automated Mesh > Default Controls,Base Size设为25.6 mm,Minimum Surface Size > Percentage of Base设为1,Mesh Alignment Location设为[-0.166693,0.293814,0.126133],其他默认。

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6、点击Operations > Automated Mesh > Custom Controls,右键New >稆糨孝汶; Volumetri Control。Parts选择Block,勾选Surface Remesher > Customize Size,Trimmer > Customize Isotropic Size。

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2、删除两个Interface:coolantBase/core,coolantTop/core。创建两个Interface:同时选中coolant core > Boundaries > base_face和coolantBase > Boundaries > Coolant_base_interface,右键点击Create Interface。同理,同时选中coolant core > Boundaries > top_face和coolantTop > Boundaries > Coolant_top_interface创建Interface。

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4、点击Regions 争犸禀淫> airDuctUpstream > Boundaries > Air_inlet,Type类型选择Velocity Inlet,Ph烤恤鹇灭ysics Values 栏,Static Temperature设为308 K,20 m/s。同理,点击Regions > airDuctDownstream > Boundaries > Air_pressure_out,Type类型选择Pressure Outlet。

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6、将air_core和coolant_core简化为多孔介质模型,在Region栏,air_core和coolant_core的Type选择Porous Region。

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Heat Exchanger Interface

1、在Region栏同时选中air_core和coolant_core,右键Create Interface > Heat Exchanger。

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3、点击Heat Exchanger Data Specification,Method选择UAG Table。

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6、点击Physics Values > Heat Exchanger First Iteration,设为90。

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2、监控冷却液出口温度。复制Reports>Air Temperature Out,重命名为Coolant Temperature Out,Parts选择Regions > coolantBase>Coolant_pressure_out。

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5、创建监控截面。截面1:点击Derived Parts > New Part >挢旗扦渌; Section > P造婷用痃lane,Input Parts选择[air_core,airDuctDownstream,airDuctUpstream],Normal向量为[1, 0, 0],勾选No Displayer,点击Create,将Plane Section重命名为Section Air。截面2:Input Parts选择[coolant_core,coolantBase,coolantTop],Normal向量为[0, 0, 1],勾选No Displayer,点击Create,将Plane Section重命名为Section Coolant。

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6、创建Scalar Scene监控温度。点击Scenes > Scalar Scene 1 > D足毂忍珩isplayers > Outline 1 > Parts,选择Section Air,Section Coolant。同理,Scalar 1 > Parts也选择这两项。Scalar Field > Function设为Temperature;Contour Style选择Smooth Filled;Color Bar,将Title Height设为0.04,Label Height设为0.035。

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计算

1、点击Stopping Criteria > Maximum Steps,设为1000。

2、保存,初始化,提交计算。

结果

1、残差曲线。

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3、Heat Exchanger曲线。调整坐标轴尺度后可以看到,热交换量在迭代350步以后达到稳定,热交换量值208398.2 W。

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5、冷却液流速场。

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