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流固耦合分析在汽车冷却风扇开发中的应用
| 论文题名： | 流固耦合分析在汽车冷却风扇开发中的应用 |
| 关键词： | 汽车发动机;冷却风扇;流固耦合;应力分布;变形特征;振动模态 |
| 摘要： | 冷却风扇是发动机热管理系统中非常重要的零部件，冷却风扇的效率和性能是发动机热管理系统的性能评价的重要指标之一。在传统冷却风扇的设计和性能评价阶段，为了得到大量的试验数据需在风洞进行多次测试，故传统冷却风扇的研发周期长且成本高。随着科学技术的发展，在冷却风扇设计开发中运用CFD软件进行性能模拟分析将是一种更高效方式。 本文首先对CFD软件及流体理论进行介绍，接着把冷却风扇的快速成型样件性能测试数据与运用CFD软件对冷却风扇的性能模拟分析结果进行对比分析，以验证冷却风扇性能模拟分析结果准确性。 其次对冷却风扇在五种转速下进行流固耦合分析，计算冷却风扇的应力分布、变形以及振动模态，并与未考虑流固耦合情形下应力分布、变形以及模态做对比分析，指出风扇扇叶存在应力集中及弯曲和轴向窜动变形的问题。 最后针对冷却风扇存在的问题提出了结构优化方案，即在风扇扇叶上增加铝合金嵌件，并对优化后的风扇进行流固耦合分析，结果表明经优化后的风扇最大应力、最大变形量有明显地改善。 通过以上的分析表明:运用CFD软件流固耦合分析方法对冷却风扇进行性能模拟分析，在冷却风扇设计开发过程中，能减少冷却风扇样件制做数量以及试验测试费用，从而有效的缩短了冷却风扇的开发周期，节约开发成本，提高企业经济效益。 |
| 作者： | 龙祖荣 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈涛;黄东杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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