基于STAR-CCM+的冷却水套三维仿真分析

冷却水套是发动机冷却系统的主要散热部件之一,水套结构的合理设计对发动机工作性能有着重要的影响。冷却水套主要由缸头水套、缸垫、缸体水套组成,其中,缸头水套的鼻梁区为高温区域,产生的热量需要高效的冷却才能保证其散热性能。为评估水套结构设计合理性及系统分析水套内冷却液的流动特性,采用CFD分析软件STAR-CCM+对某发动机冷却水套进行了数值模拟研究,提出了一种基于流动路径的冷却水套结构改进方法,通过对冷却液流动路径及速度分布均匀性的数值模拟相关研究,可以有效对现冷却水套冷却液流动不足进行优化改善,明显提升鼻梁区、排气侧区域的冷却,整体改善冷却水套的散热性能。基于流动路径的冷却水套CFD仿真及结构改进方法可为发动机冷却水套的设计及优化提供理论指导。     

某电机环形水套流场计算流体动力学模拟及结构优化

为研究某摩托车用电机环形水套流场特性及电机温度场分布,本文采用STAR-CCM+对某摩托车用电机环形水套的冷却循环进行数值模拟,研究了不同水套结构、水泵转速及环氧树脂填充对水套流场特性及电机温度分布的影响。结果表明,原水套结构流量分配不均匀导致电机线圈温度较高且存在较大的温度梯度。优化后长、短支路流量分配均匀,冷却液的利用率提高,线圈温度比原方案降低2℃。在优化后的水套基础上提升水泵转速、填充环氧树脂、填充环氧树脂并提升转速,线圈温度分别可比原方案降低5℃、13℃、16℃。从优化散热效果来说,优化电机水套流场<优化电机水套流量大小<优化电机传热路径。