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隨著計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展，運(yùn)用CFD 仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式處理發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理問題，成本低、周期短，越來越受到各大汽車廠商的青睞。在發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理問題的分析和優(yōu)化預(yù)測(cè)過程中，應(yīng)用三維仿真軟件能夠達(dá)到流場(chǎng)的具象化和避免優(yōu)化方案的多次試驗(yàn)浪費(fèi)[3]。比如，具體觀察發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)流動(dòng)死角和高溫回流，對(duì)多種優(yōu)化方案的預(yù)測(cè)評(píng)估等，三維流體計(jì)算都提供了便捷的條件。

因此發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理在整車開發(fā)流程中是非常重要的環(huán)節(jié)之一。 發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理是系統(tǒng)性地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部的散熱情況進(jìn)行模擬分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，以保證在不同的工作狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的各部件都能夠正常運(yùn)行，并通過系統(tǒng)性地優(yōu)化來提高各部件的性能、降低能耗，是整車開發(fā)中的十分重要的環(huán)節(jié)。

會(huì)議主題：航空領(lǐng)域仿真分析--復(fù)合材料強(qiáng)度與損傷容限分析、熱分析、橡膠密封分析會(huì)議時(shí)間：2022/06/07，13:30-16:30關(guān)鍵詞：航空航天，仿真分析，復(fù)合材料，強(qiáng)度與損傷分析、熱分析、橡膠密封活動(dòng)摘要：航空航天工業(yè)是Abaqus最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，波音、空中客車、洛克希德-馬丁等長(zhǎng)期合作的用戶。

1 模型建立和計(jì)算工況1.1 計(jì)算模型的建立整車熱管理分析的模型包括：車身外造型、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、進(jìn)氣格柵、冷卻模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、蓄電 池、進(jìn)排氣系統(tǒng)等影響前艙空氣流動(dòng)的主要部件。本例使用第三方軟件已經(jīng)獲得的整車表面網(wǎng)格，導(dǎo)入 iconCFD 軟件的網(wǎng)格處理器中生成體網(wǎng)格。在整個(gè)車身，前艙進(jìn)氣通道，尾流，底盤，車燈等重點(diǎn)區(qū)域定 義加密源。

在 STREAM 的熱流體分析中，可以輕松更改各種條件，例如散熱器風(fēng)扇規(guī)格、發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的防風(fēng)結(jié)構(gòu)以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙周圍的外部氣溫。“我們已經(jīng)確認(rèn) 基于STREAM 可以在改變考慮電子元件的熱對(duì)策條件下的各種測(cè)試仿真。這正因?yàn)橥ㄟ^前期的驗(yàn)證案例，確信了 STREAM 軟件的計(jì)算結(jié)果的高精度。”

摘要：汽車排氣管是發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度最高的部件，它周圍零部件的熱保護(hù)如果欠缺特別容易引起相關(guān)部件的損壞。某車型進(jìn)行樣車熱害試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)排氣管周圍的壓縮機(jī)局部溫度顯著超出其最高耐溫，存在嚴(yán)重的熱害風(fēng)險(xiǎn)。

產(chǎn)品模塊介紹 TAITherm基礎(chǔ)模塊 TAITherm作為專業(yè)的熱分析工具，可引入天氣文件，充分考慮環(huán)境熱影響。預(yù)測(cè)產(chǎn)品的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱過程。 針對(duì)燃油車、混動(dòng)車、電動(dòng)車等進(jìn)行整車熱分析，分析標(biāo)準(zhǔn)整車試驗(yàn)工況下發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)、底盤、電池包座艙溫度場(chǎng)分布，定位關(guān)鍵部件熱害問題。

電動(dòng)汽車機(jī)艙內(nèi)的空調(diào)冷凝器的散熱問題變得凸顯出來。目前分析電動(dòng)汽車機(jī)艙散熱問題有兩種方式：環(huán)境艙試驗(yàn)和CFD仿真。環(huán)境艙試驗(yàn)包括整車熱平衡試驗(yàn)和整車降溫試驗(yàn)。由于現(xiàn)階段機(jī)艙內(nèi)散熱器能力的盈余，電動(dòng)汽車熱平衡試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問題往往是電機(jī)、IGBT和電池的零部件內(nèi)局部過熱。機(jī)艙內(nèi)冷凝器是否有足夠的散熱能力就會(huì)在電動(dòng)汽車降溫試驗(yàn)中體現(xiàn)出來。

所謂的A柱，是指前風(fēng)擋玻璃兩側(cè)的立柱，位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘員艙之間。

[2] 余建祖.換熱器原理與設(shè)計(jì)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.[3] 袁俠義,谷正氣,楊易,等.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱的數(shù)值仿真分析[J].汽車工程,2009(9):843-847,857.[4] 劉衛(wèi)東,彭玉環(huán),吳方義,等.混合動(dòng)力汽車加熱及冷卻控制策略[J].汽車電器,2020(12):22-25.文章來源：汽車實(shí)用技術(shù)

若機(jī)匣的強(qiáng)度不滿足要求，產(chǎn)生的高速高能碎片穿透機(jī)匣， 會(huì)擊傷飛機(jī)的機(jī)艙、油箱、液壓管路和電器控制線路等，導(dǎo)致機(jī)艙失壓、油箱泄 漏起火、飛機(jī)操控失靈等二次破壞，嚴(yán)重危及飛行安全。機(jī)匣將高能碎片“包”在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，防止碎片穿透機(jī)匣而對(duì)飛機(jī)造成嚴(yán)重的二次損傷的能力，稱為機(jī)匣包容性能或包容性。針對(duì)機(jī)匣包容性問題，航空發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)范中有專門條文對(duì)其提出嚴(yán)格要求。

Amesim的HEAT（Heat Exchanger Assembly Tool）庫(kù)用以解決發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的復(fù)雜流動(dòng)與傳熱，該庫(kù)提供了發(fā)動(dòng)機(jī)艙3D設(shè)計(jì)與分析功能，結(jié)合冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)各個(gè)部件間的相對(duì)位置、流道結(jié)構(gòu)自動(dòng)對(duì)其相互影響進(jìn)行計(jì)算，充分考慮發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)流動(dòng)與傳熱的不均衡性影響。

目前應(yīng)用最為廣泛的航空發(fā)動(dòng)機(jī)為燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，它主要由進(jìn)氣口、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和尾噴管組成。從進(jìn)氣口進(jìn)入的空氣在壓氣機(jī)中被壓縮后進(jìn)入燃燒室，在燃燒室中與噴入的燃油混合燃燒，生成高溫高壓的燃?xì)狻Ｈ細(xì)庠谂蛎涍^程中驅(qū)動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，將部分能量轉(zhuǎn)換為渦輪功。渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)不斷吸進(jìn)空氣并進(jìn)行壓縮，使發(fā)動(dòng)機(jī)能連續(xù)工作。

表1 整車聲壓級(jí)數(shù)據(jù)對(duì)比 單位: dB 由表 1 可知，裝配 S 形齒廓齒輪的整車發(fā)動(dòng)機(jī)艙聲壓級(jí)為 82 dB，比裝配正常齒輪的發(fā)動(dòng)機(jī)艙的聲壓級(jí)高 12 dB，增幅明顯。

例如，在飛機(jī)機(jī)艙中，機(jī)身周圍的湍流邊界層是中高頻范圍（500-2000Hz）噪聲的主要來源。為了降低機(jī)艙內(nèi)的聲壓級(jí)，一種有效的解決方案是由不同直徑和長(zhǎng)度的管組成的四分之一波諧振器面板。共振板的吸收能力是四分之一波現(xiàn)象和粘熱損失綜合作用的結(jié)果。 這里提出的問題計(jì)算了示例諧振器面板的吸收系數(shù)。 問題描述 為了減少飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的噪聲，可以將粘熱四分之一波諧振器面板放置在機(jī)艙內(nèi)。

圖２　 噪聲源貢獻(xiàn)量分析模型 分析得到的結(jié)構(gòu)噪聲源貢獻(xiàn)量和空氣噪聲源貢獻(xiàn)量分別如圖3和4所示，可以看出，主減振動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)是主要的結(jié)構(gòu)噪聲源，主減／發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)聲場(chǎng)和油箱艙內(nèi)聲場(chǎng)是主要的空氣噪聲源，貢獻(xiàn)量都達(dá)到了20％以上。

為了更好地了解這個(gè)問題并測(cè)試可能的解決方案，德國(guó)航空航天中心（DLR）與達(dá)索航空合作，于2022年3月對(duì)一架研究飛機(jī)進(jìn)行了大規(guī)模的振動(dòng)聲學(xué)測(cè)量活動(dòng)。該飛機(jī)是由DLR擁有的達(dá)索獵鷹2000LX，稱為ISTAR，是In-Flight Systems & Technology Airborne Research的首字母縮寫。ISTAR配備兩個(gè)后置發(fā)動(dòng)機(jī)。

將車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋打開進(jìn)行勘驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)呈過火狀態(tài)。2 確定著火點(diǎn)確定了過火區(qū)域后，可以嘗試去判斷著火點(diǎn)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油路進(jìn)行勘驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油管連接完整，無(wú)松脫，未發(fā)現(xiàn)明顯油管漏油現(xiàn)象。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)線束進(jìn)行勘驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)左前燈部位線束存在熔痕，初步判斷著火點(diǎn)在此位置。提取發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部分線束并封樣帶回本所作進(jìn)一步檢測(cè)。