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典型换热单元流动与传热问题的数值仿真研究
| 论文题名： | 典型换热单元流动与传热问题的数值仿真研究 |
| 关键词： | 换热器;CFD软件;翅片;数值仿真;汽车;冷却系统;传热系数 |
| 摘要： | 换热器是汽车冷却系统中必不可少的一部分，其性能的好坏直接影响着发动机的工作效率、可靠稳定以及各零件的使用寿命。随着科学技术的迅速发展,换热器正朝着紧凑、高效、轻量化方面发展，如何在有限的体积下达到最佳的换热效力，一直是人们追求的目标。影响换热器优化设计的关键是其芯部翅片的设计。以往国内外对换热器翅片的研究多以实验为主，并通过大量的对比分析计算得出各种翅片的性能参数。现阶段，计算流体力学的应用日益广泛和深入，特别是对各种实际问题的模拟计算，利用计算机数值模拟软件将会更简便、更快速、更直观地得到计算结果，使得CFD软件成为工程设计和研究的重要工具之一。 本文以三类典型换热器表面结构单元为对象，通过数值仿真的方法，对其流动、换热过程进行了分析计算。主要内容如下： 1、建立对典型换热器换热单元流动传热模型进行数值仿真计算的理论基础，包括单元流域传热模型、湍流模型、控制方程。 2、确定计算中三维建模、网格划分、边界条件设定以及求解策略。 3、对管束式换热器换热单元内流动与换热过程进行数值仿真，讨论单元流域温度场、压力场分布。得到管壁表面平均换热系数及压力的分布，并与实验数据进行了校验分析。 4、对管翅式换热器换热单元内流动与换热过程进行数值仿真，得到单元流域温度、压力分布，以及翅片j、f因子随Re数的变化曲线，并将仿真结果与实验数据比较，验证仿真方法的可行性。 5、对板翅式换热器换热单元内流动与换热过程进行数值仿真，得到单元流域以及翅片的各种数据信息，并对以上三种典型换热单元进行比较，得出各种翅片类型性能差别，为换热器优化设计提供理论基础。 6、在本文工作的基础上，对CFD方法应用于换热器的优化设计方面提出进一步的工作展望。 |
| 作者： | 张薇 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 俞小莉;刘震涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学机械与能源工程学院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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