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《重庆大学》 2005年
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百叶窗翅片式散热器内对流—导热耦合传热的数值模拟

漆波  
【摘要】:随着汽车工业的发展,百叶窗翅片式散热器以其极大的紧凑性、良好的换热性能,在汽车冷却系统中得到了越来越广泛的应用。虽然百叶窗翅片在50 年代就已经存在,但是仅仅在过去的二十年中,人们才开始通过各种手段去了解百叶窗翅片的流动现象和流动特性。 由于百叶窗结构复杂,其内部流场的复杂性,这使得实验研究受到许多限制。而采用CFD 软件对其温度场和流场的数值模拟分析,可以清楚的了解百叶窗翅片内部流场的压力、温度、速度等气动热力参数的分布和变化情况,优化其几何结构参数,从而大大降低实验设计费用,缩短设计周期。 国外有学者对百叶窗翅片内的流场和温度场进行了数值模拟,事实上,在百叶窗翅片上的传热过程中,翅片的导热和空气的对流换热是相互耦合的,而这在以前的研究中忽略了。本文对百叶窗翅片进行了三维的数值模拟,在计算区域的网格划分上采用了结构化网格和非结构化网格相结合的办法。 本文研究了不同的翅片间距、百叶窗间距、百叶窗间距与翅片间距比值、百叶窗角度对百叶窗翅片传热和流动性能的影响。研究结果表明: a. 采用CFD 软件对百叶窗翅片进行数值模拟是可行的; b. 在其它结构参数相同的情况下,较小的翅片间距可以获得较好的换热性能; c. 在其它结构参数相同的情况下,较小的百叶窗间距可以获得较好的换热性能,同时,流动阻力会增大; d. 分析百叶窗间距和翅片间距的比值对气侧传热和流动性能的影响,当百叶窗角度为27°,LP/FP=1.25 时,具有较好的综合性能; e. 分别分析讨论了变化百叶窗角度和均匀百叶窗角度对百叶窗翅片传热和流动性能的影响。 本文对百叶窗翅片的流动和温度场进行了比较全面的数值模拟,分析了各种几何结构参数的影响,具有一定的学术意义和工程应用价值,为汽车冷却系统的优化设计提供了依据。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U463

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