CFD典型案例共46页文档

概况 案例一
1、分析压损
(1) 分析条件：在恒温20℃，标准大气压下； (2) 通过给定额定出风总风量540m³/h，分析在进气室出风口 静压力为 -98
Pa,即进风室在额定风量下的压损值为98Pa。
(3) 静压力云图如下；
-98Pa
案例二
案例三
案例四
概况 案例一
2、进气室特性曲线
分析条件：在恒温20℃，标准大气压下；
各工况下蒸发器表面温度分布均匀，符 合客户要求，蒸发器表面温差3摄氏度以内。
案例三
案例四
概况
日产591项目分风比优化
分析目的
案例一 案例二
591项目由于客户对于出风口位置的输入比较特殊，
分风结构较公司以往结构变化较大，第一次设计方案经 评估，各出风口分风比不能达到设计要求。需要结合CFD 工具，修改数据的同时，反复进行CFD验证，直到达到客 户要求。
分析结论 案例一 从流动性及蒸发器表面风速对比来看，方案2更优。后
续壳体设计以方案2为基准，设计完成后加工验证。
案例二
案例三
案例四
概况 日产591项目蒸发器前端壳体形状优化
试验数据对比
案例一 案例二
蒸发器表面风速均化的目的是为了均化
蒸发器表面温度。样件加工完成后，我们通 过试验，测试蒸发器表面风速分布，校核 CFD数据可靠性。
案例二
案例三
案例四
概况 案例一
四、分析CN200与CN200S暖风吹面
1.边界及分析条件：在标准大气压，恒温20℃下分析； 2.给定同条件参数：简化进气部分，蒸发器暖风芯体加风阻系数0.8，转速3200r/min；
CN200
CN200S
案例二
案例三
案例四
一个进气口，左中右三个吹面出口
一个进气口，左中右三个吹面出口及后吹面出口
日产591项目分风比优化
第一轮优化结果
案例二
案例三
案例四
概况 案例一
日产591项目分风比优化
第一轮优化试验结果对比
案例二
案例三
案例四
试验工况和分析工况有些差异（蓝色线划掉部分），
对比吹面和除霜模式，CFD结果和试验结果误差在可接受 范围内。
概况
日产591项目分风比优化
第二轮优化目标及边界条件
本轮CFD分析，需要做所有5个模式下，冷暖及混风
概况
3. CN200S带风管边界条件，简化进气部分，蒸发器加风阻系数0.8，转速3200r/min。 CN200S带风管
案例一
案例二
案例三
案例四
一个进气口，四个吹面出口及后吹面出口
概况
4. cn200与CN200S Y轴流动性对比云图 CN200
案例一
案例二
案例三
案例四
CN200S
概况
5. CN200与CN200S 轴侧 流动线性 对比云图 CN200
404Pa
压力为
案例三
案例四
概况
（4）通过静压力云图，分析 结构缺陷 及说明
案例一
案例二
案例三 案例四
两红圈处因前后结构变化剧烈，产生高低压区，严重 增加风管压损， 造成空调整体分风比例不均匀，建议两红圈处修改结构，并分析。
概况
2、风管流动性
案例一
案例二
案例三
案例四 对风管流动性分析：无明显的涡流、紊流区，流线均匀，规则。
概况 案例一
3. CN200S带风管边界条件，简化进气部分，蒸发器加风阻系数0.8，转速3200r/min。 CN200S带风管
案例二
案例三
案例四
一个进气口，四个吹面出口及后吹面出口
概况
4. CN200与CN200S Y轴流动性对比云图 CN200
案例一
案例二
案例三
案例四
CN200S
概况
5. cn200与CN200S 轴侧 流动线性 对比云图 CN200
• 2、分析中不做热交换的计算。
概况 案例一
一、分析CN200与CN200S冷风吹面
1.边界及分析条件：在标准大气压，恒温20℃下分析； 2.给定同条件参数：简化进气部分，蒸发器加风阻系数0.8，转速3200r/min；
CN200
CN200S
案例二
案例三
案例四
一个进气口，左中右三个吹面出口
一个进气口，左中右三个吹面出口及后吹面出口
压力（Pa) 40
60
80
风量(m³/h) 346 421.2 489.6
98 120 540 579.6
案例二
案例三
案例四
概况
3、进气室流动性
案例一
案例二
案例三 案例四
对进气室流动性分析：存在多个明显较大的涡流、紊流区，流速不 均匀，可能使整车噪音增大。
概况
对进气室在恒温20 ℃，标准大气压，额定风量540m³/h分析：
案例三
案例四
概况
日产591项目分风比优化
第一轮优化目标及边界条件
案例一
由于第三次样件交期要求，第一轮优化针对吹面，
除霜二个基本工况的冷暖模式，进行优化，达到客户分 风比要求。吹足吹面、吹足除霜1，吹足除霜2两个工况 及混合风门中间状态不做分析。
案例二
案例三
案例四
冷风吹面模式
暖风除霜模式
概况 案例一
591项目第一轮方案完成以后，经评估，蒸发器前端壳 体形状不合理，会导致蒸发器表面风速分布严重不均， 直接影响蒸发器热交换能力，需优化。我们设计了两种 方案，进行对比分析。
案例二
案例三 案例四
原始设计
优化方案1
优化方案2
概况 日产591项目蒸发器前端壳体形状优化
模型准备及边界条件输入 案例一
案例二
CN200S
案例一
案例二
案例三
案例四
概况
6. CN200S 轴侧带风管 流动线性云图 CN200S带风管
案例一
案例二
案例三
案例四
概况
六、CN200与CN200S 暖风吹面风量分配数据对比
1.CFD分析数据；
CN200
CN200S
CN200S带风管
案例一
案例二 案例三 案例四
分别对应左中右吹面出口 及总风量
60.84 61.92
148.32
62.28 62.28
37.08
76.32
77.04
15.26
15.44
308.52 308.52
概况 案例一 案例二
3. CN200S暖风吹面数据说明
暖风吹面状态， CN200S总风量略有下降。装 上后吹面风管以后，可以看出，前吹面四个出 风口风量相当，由于暖风状态内阻比冷风状态 大，所以CN200S风量下降不大，加上风管以 后总风量没有下降。 由于内部流场的变化，和冷风状态相比，暖风 状态后吹面分风比例较小。
以“智”开创 以“和”为富
重庆三电CFD典型案例集
概况 案例一 案例二 案例三 案例四
重庆三电CFD分析能力概况
目前重庆三电有CFD工程师两人，使用软件为西门子UG NX 8.5 Advanced Simulation，求解器 NX THERMAL / FLOW。
自2019年以来，我们使用该分析软件，进行CFD分析， 支持了公司多个项目的开发工作。包括：CN100 改型， CN200 全新空调设计，CN200S 改型设计，日产591项目等。 通过不断的摸索，我们已总结出一套行之有效的分析方法和 流程，能够较为准确的进行总风量计算，内部流场优化，风 量分配计算，流阻测量等工作。
CN200S 带风管
79.56 81.36
163.08
78.84 80.64
65.88
79.92
86.04
27.83
28.30
388.8 384.9
概况 案例一
3. CN200S冷风吹面 风管分风数据说明
冷风吹面状态， CN200S总风量略有下降。 装上后吹面风管以后，可以看出，前吹面 四个出风口风量相当，又有后吹面风管较 长且形状复杂，后吹面风量有所下降。
目前，CFD分析已作为一种基本的工具，大量的用于前期 方案构思，中期设计优化，后期结合试验进行改进和调整。 但我们起步晚，我们尚不具备风噪、振动、热交换的分析的 能力，接下来我们会在工作中学习，更加有效的使用手中的 工具，支持公司的产品设计工作。
概况 日产591项目蒸发器前端壳体形状优化
分析目的
案例一
分别对应左中右和后吹面出
及总风量
口及总风量
2.风量对比数据表，风量体积单位m³/h；
分别对应前吹面四个出风口 （由左及右），后吹面左右 出风口及总风量
前左吹面 前中吹面 前右吹面 后吹面 前左中吹面 前右中吹面 后左吹面 后右吹面
总风量
CN200 75.24
254.52
76.68
406.8
CN200S
CN200S
案例一
案例二
案例三
案例四
概况
6. CN200S 轴侧带风管 流动线性云图 CN200S带风管
案例一
案例二
案例三
案例四
概况
三、CN200与CN200S 冷风吹面 风量分配数据对比
1.CFD分析数据； CN200
CN200S
CN200S带风管
案例一
案例二 案例三 案例四
百度文库
分别对应左中右吹面出口
第一轮优化试验结果对比
本轮分析待试验验证。试验尚未完成。
案例三
案例四
概况
CN200S分风CFD分析报告
案例一 案例二 案例三 案例四
分析目的和条件
• 1、本次分析针对CN200、CN200S（不带风管 和带风管两种状态）空调箱做以下两个工况 的CFD分析，对比CN200和CN200S内部流场。 并考察CN200S带风管各出风口分风比。 a 冷风吹面 b 暖风吹面
分别对应左中右和后吹面出 口及总风量
2.风量对比数据表，风量体积单位m³/h；
分别对应前吹面四个出风口 （由左及右），后吹面左右 出风口及总风量
前左吹面 前中吹面 前右吹面 后吹面 前左中吹面 前右中吹面 后左吹面 后右吹面
总风量
CN200
57.6
194.4
59.76
311.76
CN200S
CN200S 带风管
概况
三、右吹面风管压损CFD分析
出气室进出风口分布图
案例一
案例二
案例三 进风口 案例四
出风口
概况 案例一
1、分析压损
(1) 分析条件：在恒温20℃，标准大气压下； (2) 通过给定额定出风总风量118.8m³/h，分析在风管进风口
187Pa,即出风室在额定风量下的压损值为187Pa。 (3) 压力云图如下；
案例一 模式下的风量分配。本轮分析的目标是确定内部风道，
及配风结构的形状，确定各模式下风门开度。
案例二
案例三
案例四
冷风吹面模式
暖风除霜模式
概况
日产591项目分风比优化
第二轮优化结果
第二轮CFD优化做了更多工况下的分析，蓝线划掉部
案例一 分为非重点考察工况。浅蓝及粉红底色为略超差部分。
案例二
案例三
案例四
A . 速度分布云图
案例一
案例二
案例三
案例四
概况
二、左吹面风管压损CFD分析 风管进出风口分布图
案例一
1
3
案例二
案例三 案例四
出风口
进风口
概况 案例一 案例二
1、分析压损
(1) 分析条件：在恒温20℃，标准大气压下； (2) 通过给定额定出风总风量118.8m³/h，分析在风管进风口
404Pa,即出风室在额定风量下的压损值为404Pa。 (3) 压力云图如下；
案例三
案例四
概况 案例一 案例二
日产591项目各风管压损CFD分析
分析目标
1. 考察各风管在额定风量下的压损。 2. 考察各风管内部流动性。
案例三
案例四
概况
一、空调进风口前端进气室压损CFD分析 进风口
案例一
1
2
案例二
案例三
3
4
出风口
6 5
7
案例四
进风口为：1、2、3、4、5、6； 出风口为：7 。
压力为
案例二
案例三
187Pa
案例四
概况
（4）通过静压力云图，分析 结构缺陷 及说明
案例一
案例二 案例三 三红圈处因前后结构变化剧烈，产生高低压区，增加风管压损，可能造成
空调整体分风比例不均匀，建议三红圈处修改结构。
案例四
概况
2、风管流动性
案例一
案例二
案例三
案例四
对风管流动性分析：无明显的涡流、紊流区，流线均匀，规则。
概况
日产591项目分风比优化
第二轮优化结果
案例一 案例二
后吹足与前排吹足的风量分配，根据以前的经验，
分风处一侧风道有90度折弯，另一侧风道直行的情况， CFD结果与试验结果有差异，直行风管CFD分析风量会 比实测的小。
满足上表的分风比的各风门角度如下表。
案例三
案例四
概况 案例一 案例二
日产591项目分风比优化
案例三 案例四
优化方案1
优化方案2
概况 日产591项目蒸发器前端壳体形状优化
流动性对比 案例一
案例二
案例三 案例四
优化方案1
优化方案2
概况 日产591项目蒸发器前端壳体形状优化
蒸发器表面风速对比 案例一
案例二
案例三
案例四
优化方案1 方案一最小风速区域风速1.4m/s，方案二为1.7
优化方案2
概况 日产591项目蒸发器前端壳体形状优化