摘 要：本文利用開源軟件 iconCFD 對某車型發動機艙三維流場進行數值模擬，獲得詳細流動特征，并對 比開源軟件與商業軟件的前端冷卻模塊(冷凝器、散熱器、中冷器)的風量、機艙內流場分布等結果。開源 軟件計算可以得到與商業軟件相當的計算精度，是未來數值仿真的一個重要發展方向。

本文運用 iconCFD 軟件對某轎車（含發動機艙內詳細模型）進行建模，計算某行駛工況下發動機艙內 的流場分布，獲得了包含前端冷卻模塊(冷凝器、散熱器、中冷器和風扇)的風量、機艙內關鍵部件周邊的 流場細節，為艙內冷卻系統設計和零部件布置提供了技術支撐。

1 模型建立和計算工況

1.1 計算模型的建立

整車熱管理分析的模型包括：車身外造型、發動機艙、進氣格柵、冷卻模塊、發動機、變速箱、蓄電 池、進排氣系統等影響前艙空氣流動的主要部件。本例使用第三方軟件已經獲得的整車表面網格，導入 iconCFD 軟件的網格處理器中生成體網格。在整個車身，前艙進氣通道，尾流，底盤，車燈等重點區域定 義加密源。體網格類型為六面體核心網格，數量約 1000 萬，2 層邊界層。

1.2 計算工況和邊界條件

計算工況為 120 km/h 的高速行駛條件。計算域如圖所示，入口為速度邊界，出口為壓力邊界。風扇在 高速工況下轉速為 0。

2 計算方法數值模型

描述汽車內、外流的控制方程包括：連續性方程、動量方程 3]。對動量方程時均化后，需要采用湍流 模型對方程進行封閉，iconCFD 軟件中提供了多種基于渦粘假設的湍流模型，本文中采用 K-epsilon Realizable 湍流模型，對流項的離散采用二階迎風格式，擴散項的離散采用二階中心差分格式。在本此計 算中，散熱器芯體采用多孔介質模型來模擬氣流在其厚度方向上的壓力降。

3 結果分析 

3.1 部分流場仿真結果

以下展示部分截面上的速度、壓力和壓力系數的分布云圖。高速工況下，風扇后方有較大的流速，少 部分風量繞過換熱器周圍流向后艙，發動機后方的發熱部件周圍有一定的流動速度分布。流場結果與之前 商業軟件仿真結果一致。后處理工具為 Ensight。

3.2 對比風量分析結果

對比 iconCFD 與現有商業軟件計算結果，換熱器模塊的風量統計見表格和直方圖。

4 結論

iconCFD 軟件的計算結果與實驗數據對比，能達到預期要求。與商業軟件對比，結果也非常吻合。使 用開源軟件進行數值仿真，并與實驗測試相結合，可以大幅縮短研發周期，降低研發成本。

iconCFD 有配套的網格前處理工具，但為了對比計算結果，本次計算我們采用相同的第三方軟件處理 的表面網格。iconCFD 開發了專門的面向汽車行業的前處理界面，模型設定過程流程化，簡單易用。在保 證仿真精度一致的前提下，開源軟件軟件本身是免費的，也沒有 license 數量的限制，只要硬件支持，不限 制并行核數，可以同時提交多算例大規模模型的并行計算。這充分體現出了開源軟件的優勢，可以更高效 得完成仿真計算。

本文來自：汽車CFD技術應用之家