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原文传递整车高低温环境舱内部流场分析与结构优化

论文题名：	整车高低温环境舱内部流场分析与结构优化
关键词：	环境舱;气流组织;入口参数;温度均匀性
摘要：	近年来我国汽车产业发展迅猛，汽车产能持续上升，对汽车环境适应的性能要求也越来高。各大汽车公司为提高产品质量开拓市场，都在加大资金研发投入，各类汽车整车环境模拟试验设备及技术得到了长足的发展。整车高低温环境试验舱是一种人工模拟自然环境温度的试验设备，其试验空间温度可控，环境再现性好，相比较传统的在自然环境中试验，能明显缩短试验周期，提高试验效率，利于试验结果复现，减少研发成本。　　本文依据汽车产品的环境试验要求，与相关企业合作，依据技术要求对某整车高低温环境试验舱进行分析研究。对整车高低温环境试验舱各大系统进行了分析，通过理论分析、模拟分析对整车高低温环境试验舱的试验区域的温度均匀性、入口风速与温度等相关参数以及舱内结构等关键性问题进行研究和优化。　　首先介绍了整车高低温环境舱基本功能与技术指标，然后分析了环境舱各个系统的结构组成以及其工作原理，主要分析了温度湿度模拟系统、太阳辐射光照模拟系统、有害气体报警系统、新风及尾气抽排系统、测试及控制系统和安全等五个系统。　　完成整车高低温环境试验舱的各个系统组成及其工作原理分析后，采取数值模拟分析的方法对环境舱内部流场进行分析研究。首先根据整车环境舱实物建立整车环境舱的物理模型，根据实际情况对物理模型进行必要的简化，再根据环境舱高温及低温工况下实际的试验运行情况来完成环境舱数学模型的建立，根据环境舱实际的试验工况的数据设置边界条件，用FLUENT对环境舱进行仿真求解。而后对FLUENT软件求解出的计算数据进行可视化的后处理，得到在高温60℃工况与低温-35℃工况下不同送风风速的温度云图和流场图。通过对仿真结果分析，同工况下低入口风速循环风机所传递的热量或冷量不足，核心试验区域的温度场温差较大、均匀性较差，随着入口风速的增加核心试验区域温度场温差变小，均匀度得到提升。最终分析得到了空载工况下高温60℃以及低温-35℃的最佳送风风速均为4m/s;带负载情况下，由于试验车辆及模拟风机的影响，高温60℃以及低温-35℃工况的最佳送风风速均为5m/s。通过分析流场对环境舱进行结构优化，以带负载工况下最佳送风风速5m/s为入口风速，最终得到采用风机对称式排布和导流圆角结构均可使环境舱在高温及低温工况下温度场的整体均匀度提升0.2℃左右。　　最后，通过对整车高低温环境舱实际温度测试，并与前文数值模拟分析的结果对比分析，验证了环境舱在高温与低温工况下风机最佳送风风速均为5m/s，不仅验证了仿真结果的正确性，也改善了环境舱内温度场的均匀性，为整车高低温环境舱的优化设计和性能改进提供了一定的理论支持。
作者：	苏香港
专业：	电子信息
导师：	杨洪涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	安徽理工大学
学位年度：	2022