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基于CFD的通风制动盘散热性能研究与结构优化
| 论文题名： | 基于CFD的通风制动盘散热性能研究与结构优化 |
| 关键词： | 汽车通风制动盘;散热性能;结构优化 |
| 摘要： | 随着汽车工业的高速发展以及汽车速度的不断提升，车辆的安全性能越来越受到人们关注，其中制动盘的散热问题是影响汽车安全性能特别是制动器制动效能恒定性的重要因素之一，对制动盘散热性能进行研究具有重要意义。本文课题源于国内某汽车零部件生产企业，研究不同通风道结构制动盘的散热性能问题，通过收集整理国内外相关课题的文献（第1章），阐述本文涉及的理论基础（第2章），从而开展以下研究: 首先，基于ANSYS平台设计数值模拟方法，选择SolidWorks对给定结构参数的制动盘进行三维建模;通过ICEM CFD对计算模型进行静止域、旋转域的设置，网格划分采用结构化网格和非结构化网格结合的形式;在FLUENT中设置材料属性、边界条件等初始化设置，计算得到制动盘空气质量流量和对流换热系数的试验结果，并与台架试验对比，发现仿真结果误差较小，验证该数值模拟方法准确（第3章）。 接着，基于原有制动盘ZB模型，设计圆柱径向直线分布型散热筋制动盘ZP，并参考风机叶轮设计方法，通过控制曲线的入口角度和出口角度，得到了制动盘QB和QP。通过FLUENT计算得到4种制动盘整体的空气质量流量和对流换热系数结果;通过数据抽样的方法，分析了对流换热系数在制动盘轴向和径向的分布，并借助等值图得到制动盘风道内部流场的速度分布和静压力分布情况;得出了圆柱径向分布散热筋制动盘（ZP型、QP型）在均匀散热方面优势更加明显的结论（第4章）。 最后，以空气质量流量和散热功率为双指标，为圆柱径向曲线分布型散热筋制动盘设计基于散热筋圆柱半径、出口角度、入口角度和散热筋数的4因素5水平正交试验，数值计算得到25组试验的指标结果;对结果进行极差分析，根据极差数值大小，分别得到4个结构参数对空气质量流量和散热功率影响的主次顺序;并基于试验数据，利用MATLAB得到指标的单因素影响拟合曲线，分析各结构参数对制动盘两个指标的单因素影响规律;采用综合平衡法对方案进行初选，并结合综合评分法设置权重将双目标优化问题转化为单目标优化问题，依据选择综合得分最大的原则，确定了最优参数方案（第5章）。 |
| 作者： | 顾大炜 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 胡树根;黄长林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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