发电机风噪的数值模拟方法、装置、计算设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种车用发电机风噪的数值模拟方法、装置、计算设备和存储介质，该车用发电机风噪的数值模拟方法，通过在建立的发电机的三维模型的基础上，利用滑移网格技术，将旋转域滑移面和静止域滑移面完全重叠，大大减少交界面处的滑移网格技术的计算误差，从而在此基础上建立的待计算流体网格能够较为精确地模拟计算车用发电机的流场参数，为进一步地精确计算风噪提供了数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
发电机风噪的数值模拟方法、装置、计算设备和存储介质
本专利技术实施例涉及计算机数值模拟
，尤其涉及一种车用发电机风噪的数值模拟方法、装置、计算设备和存储介质。
技术介绍
随着汽车在人类社会的普及，汽车噪声越来越受到人们的关注，而汽车噪声的来源很大一部分来自汽车中的发电机。发电机的噪声很大一部分来源于发电机在转动过程中产生的风噪，发电机风噪的产生与发电机本身结构、电机转速息息相关，为了减少发电机的风噪，往往需要对发电机的风噪进行数值计算。现有的车用发电机风噪数值模拟方法并不能很好地建立起符合发电机风噪数值模拟要求的流体网格，导致发电机风噪数值模拟结果不准确，与实际电机风噪差异较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种车用发电机风噪的数值模拟方法、装置、计算设备和存储介质，以解决现有的车用发电机风噪数值模拟方法过程中建立的流体网格难以符合风噪数值模拟要求导致的发电机风噪数值模拟结果不准确的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种车用发电机风噪的数值模拟方法，包括：建立所述发电机的三维模型，以所述三维模型中的转子和风扇作为旋转域模型；建立圆柱体的旋转域滑移面，所述旋转域滑移面完全包络所述旋转域模型；以所述三维模型中的前端盖、后端盖、和定子作为静止域模型；建立与所述旋转域滑移面完全重叠的静止域滑移面，以及环绕所述静止域模型的背景域；对所述旋转域模型、旋转域滑移面、静止域滑移面、静止域模型和背景域进行网格划分，并删除所述旋转域模型和静止域模型对应的网格部分，获得待计算流体网格；设置所述待计算流体网格的初始条件，基于所述待计算流体网格对流场进行稳态计算，获得流场参数。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种车用发电机风噪的数值模拟装置，包括：旋转域模型建立模块，用于建立所述发电机的三维模型，以所述三维模型中的转子和风扇作为旋转域模型；旋转域滑移面建立模块，用于建立圆柱体的旋转域滑移面，所述旋转域滑移面完全包络所述旋转域模型；静止域模型建立模块，用于以所述三维模型中的前端盖、后端盖、和定子作为静止域模型；静止域滑移面建立模块，用于建立与所述旋转域滑移面完全重叠的静止域滑移面，以及环绕所述静止域模型的背景域；计算流体网格划分模块，用于对所述旋转域模型、旋转域滑移面、静止域滑移面、静止域模型和背景域进行网格划分，并删除所述旋转域模型和静止域模型对应的网格部分，获得待计算流体网格；稳态计算模块，用于设置所述待计算流体网格的初始条件，基于所述待计算流体网格对流场进行稳态计算，获得流场参数。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的数值模拟方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行上述的数值模拟方法。本专利技术实施例提供的一种车用发电机风噪的数值模拟方法，通过在建立的发电机的三维模型的基础上，利用滑移网格技术，将旋转域滑移面和静止域滑移面完全重叠，大大减少交界面处的滑移网格技术的计算误差，从而在此基础上建立的待计算流体网格能够较为精确地模拟计算车用发电机的流场参数，为进一步地精确计算风噪提供了数据支撑。附图说明图1是本专利技术实施例一的一种车用发电机风噪的数值模拟方法的步骤流程图；图2是本专利技术实施例的旋转域模型和旋转域滑移面组合示意图；图3是本专利技术实施例对图2中的旋转域模型进行网格划分后的网格结构示意图；图4是本专利技术实施例对旋转域滑移面30和旋转域模型进行网格划分后的网格结构示意图；图5是本专利技术实施例对所述旋转域模型和旋转域滑移面进行网格划分，并删除所述旋转域模型对应的旋转域部分后的待计算流体网格沿图4中A-A’向的剖面图；图6是本专利技术实施例的静止域模型和静止域滑移面组合示意图；图7是本专利技术实施例的静止域模型和背景域组合示意图；图8是本专利技术实施例对所述旋转域模型、旋转域滑移面、静止域滑移面、静止域模型和背景域进行网格划分，并删除所述旋转域模型和静止域模型对应的网格部分后，获得的待计算流体网格示意图；图9是本专利技术实施例的待计算流体网格沿图8中A-A’向的剖面图；图10是本专利技术实施例二的一种车用发电机风噪的数值模拟方法的步骤流程图；图11是本专利技术实施例三的一种车用发电机风噪的数值模拟装置的结构框图；图12是本专利技术实施例四提供的一种计算设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种车用发电机风噪的数值模拟方法的步骤流程图，本实施例可适用于对车用发电机的风噪数值模拟的情况，本实施例的车用发电机包括但不限于爪机发电机和IBSG(IntergratedBelt-drivenStarter/Generator集成皮带传动启动/发电一体化)电机，以及非皮带传动的GMG电机(GearboxMotorGeneration变速箱集成式电动机/发电机)，该方法可以由各类计算设备来执行，具体包括如下步骤：步骤101、建立所述发电机的三维模型，以所述三维模型中的转子和风扇作为旋转域模型。具体的，发电机的三维模型可以通过CATIA、Solidworks、Proe等三维建模软件参考实际的发电机的尺寸大小来建立，通常发电机的三维模型可以包括定子铁芯、定子绕组、转子、转子励磁绕组、皮带轮、端盖(前端盖、后端盖，通常靠近皮带轮一侧的端盖为前端盖，远离皮带轮一侧的端盖为后端盖)、轴承(包括内圈和外圈)、风扇(通常又可以分为前风扇和后风扇，通常前风扇为靠近前端盖的风扇，后风扇为靠近后端盖的风扇，前风扇和后风扇不一定同时存在)这些部件的三维模型。在建立发电机的三维模型后，可以以三维模型中的转子和风扇作为旋转域模型，以示该旋转域模型中的转子和风扇模拟实际的发电机中的转子和风扇的转动。步骤102、建立圆柱体的旋转域滑移面，所述旋转域滑移面完全包络所述旋转域模型。步骤103、以所述三维模型中的前端盖、后端盖、和定子作为静止域模型。具体的，在建立发电机的三维模型后，可以以三维模型中的前端盖、后端盖和定子作为静止域模型，以示该静止域模型中的前端盖、后端盖和定子模拟实际的发电机中的前端盖、后端盖和定子的静止状态。旋转域滑移面是滑移网格技术中旋转域和静止域之间的交界面位于旋转域的部分，在本专利技术实施例中，由于发电机本身转子和风扇是嵌套在前端盖和后端盖之间形成的空间中的，因此，可以建立圆柱体的旋转域滑移面，该旋转域滑移面完全包络旋转域模型，同时不超出前端盖和后端盖之间形成的空间范围。步骤104、建立与所述旋转域滑移面完全重叠的静止域滑移面，以及环绕所述静止域模型的背景域。静止域滑移面是滑移网格技术中旋转域和静止域之间的交界面位于静止域的部分，在建立圆柱体旋转域滑移面后，也就对应地建立了与所述旋转域滑移面完全重叠的静止域滑移面，使得利用滑移面网格技术时大大减少交界面处的计算误差。其中，“背景域”是本次风噪数值模拟过程中的本领域技术人员自行定义的需要考虑受发电机产生的风噪影响的空间范围，也被称作进出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用发电机风噪的数值模拟方法，其特征在于，包括：建立所述发电机的三维模型，以所述三维模型中的转子和风扇作为旋转域模型；建立圆柱体的旋转域滑移面，所述旋转域滑移面完全包络所述旋转域模型；以所述三维模型中的前端盖、后端盖、和定子作为静止域模型；建立与所述旋转域滑移面完全重叠的静止域滑移面，以及环绕所述静止域模型的背景域；对所述旋转域模型、旋转域滑移面、静止域滑移面、静止域模型和背景域进行网格划分，并删除所述旋转域模型和静止域模型对应的网格部分，获得待计算流体网格；设置所述待计算流体网格的初始条件，基于所述待计算流体网格对流场进行稳态计算，获得流场参数。

【技术特征摘要】
1.一种车用发电机风噪的数值模拟方法，其特征在于，包括：建立所述发电机的三维模型，以所述三维模型中的转子和风扇作为旋转域模型；建立圆柱体的旋转域滑移面，所述旋转域滑移面完全包络所述旋转域模型；以所述三维模型中的前端盖、后端盖、和定子作为静止域模型；建立与所述旋转域滑移面完全重叠的静止域滑移面，以及环绕所述静止域模型的背景域；对所述旋转域模型、旋转域滑移面、静止域滑移面、静止域模型和背景域进行网格划分，并删除所述旋转域模型和静止域模型对应的网格部分，获得待计算流体网格；设置所述待计算流体网格的初始条件，基于所述待计算流体网格对流场进行稳态计算，获得流场参数。2.根据权利要求1所述的数值模拟方法，其特征在于，还包括：将所述流场参数作为所述待计算流体网格的瞬态计算的初始条件，计算所述流场压力的瞬态值；在所述旋转域模型中建立声学边界元网格，以所述流场压力的瞬态值加载到所述边界元网格；利用边界元法计算所述发电机的风噪。3.根据权利要求1或2所述的数值模拟方法，其特征在于，还包括：删除所述转子和风扇的风叶上的倒角、筋板和孔洞，并删除所述前端盖和后端盖上的倒角；设置所述前端盖与皮带轮连接部分封闭。4.根据权利要求1或2所述的数值模拟方法，其特征在于，还包括：设置不同的所述待计算流体网格的初始条件，获取所述流场参数与所述不同初始条件之间的关联关系。5.一种车用发电机风噪的数值模拟装置，其特征在于，包括：旋转域模型建立模块，用于建立所述发电机的三维模型，以所述三维模型中的转子和风扇作为旋转域模型；旋转域滑移面建立模块，用于建立圆柱体的旋转域滑移面，所述旋转域滑移面完全包络所述旋转域模型；静止域模型建立模块，用于以所述三维模型中的前端盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡山凤，刘龙霞，张扬扬，周琳，
申请(专利权)人：上海法雷奥汽车电器系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31