一种换热器性能的仿真方法技术

本发明专利技术公开了换热器整体性能的仿真方法，首先选取局部结构模型并划分网格；使用不同边界条件对局部结构进行仿真并拟合流速和压降的关系式得到粘性阻力系数1/α1和惯性阻力系数C2‑1；简化局部结构模型为多孔介质模型，并修改粘性阻力系数为1/α2，同时修改惯性阻力系数与局部周期性模型压降一致，得到惯性阻力系数C2‑2；在1/α2和C2‑2条件下修改多孔介质模型的孔隙率与局部周期性模型的温差一致，得到相对孔隙率ε；通过临界Re数方法对阻力系数进行修改；划分换热器整体网格，修改1/α、C2和ε并进行仿真。本发明专利技术通过修改多孔介质的阻力系数和孔隙率，能够在不同介质下和不同边界条件下进行换热器整体性能的仿真，达到足够的精度，起到简化设计流程、缩短设计周期和减少研发成本的作用。本的作用。本的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种换热器性能的仿真方法


[0001]本专利技术涉及冷却系统
，具体涉及一种换热器性能的仿真方法。

技术介绍

[0002]换热器是各个冷却系统的核心部件，保证工件运行在合适的温度下。目前对换热器的整体仿真主要通过多孔介质来实现，但原始多孔介质计算方法对于周期性换热器翅片的适用性不强，在不同流量下的误差较大。关联式方法则无法适用于不同形状的换热器，并且通过测试平台进行实验则需要大量时间以及成本。
[0003]因此，如何实现对换热器的压降和换热性能进行计算、并保证在不同工况下的仿真精度是业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中压降和换热性能仿真误差较大的问题，本专利技术的目的在于，提供一种换热器性能的仿真方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种换热器性能的仿真方法，其特征在于，其包括以下步骤：
[0007](1)选取局部结构模型并划分网格；
[0008](2)使用不同边界条件对局部结构进行仿真并拟合流速和压降的关系式，得到粘性阻力系数1/α
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和惯性阻力系数C2‑1；
[0009](3)简化局部结构模型为多孔介质模型，并修改粘性阻力系数为1/α2，同时修改惯性阻力系数与局部周期性模型压降一致，得到惯性阻力系数C2‑2；
[0010](4)在1/α2和C2‑2条件下修改多孔介质模型的孔隙率与局部周期性模型的温差一致，得到相对孔隙率ε；
[0011](5)通过临界Re数方法对阻力系数进行修改；
[0012](6)划分换热器整体网格，修改1/α、C2和ε并进行仿真。
[0013]作为本专利技术进一步的，局部结构模型是具有代表性的局部周期性结构。
[0014]作为本专利技术进一步的，边界条件中进口温度和壁面温度是定值，而进口流速是变值。
[0015]作为本专利技术进一步的，关系式是通过最小二乘法拟合的一条截距为0的二次关系式，形如
[0016]作为本专利技术进一步的，粘性阻力系数1/α1＝B1/μ，惯性阻力系数C2‑1＝B2·
2/ρ，其中μ为动力粘度，ρ为密度。
[0017]作为本专利技术进一步的，粘性阻力系数1/α2的值为0。
[0018]作为本专利技术进一步的，临界Re数方法为当多孔介质中Re<300时：1/α＝1/α2，C2＝C2‑2；当Re≥300时：1/α＝1/α1，C2＝C2‑1。
[0019]通过上述技术方案设计后，本专利技术具备如下优点：
＝0，并修改惯性阻力系数与局部周期性模型在相同V
h
下的压降一致，得到惯性阻力系数C2‑2如表1所示。
[0040](4)在1/α2和C
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条件下修改多孔介质模型的孔隙率与局部周期性模型，在相同V
h
下的温差一致，得到相对孔隙率ε如表1所示。
[0041]表1
[0042][0043](5)计算不同油流速下多孔介质模型的Re数，当Re<300时：1/α＝1/α2，C2＝C2‑2；当Re≥300时：1/α＝1/α1，C2＝C2‑1。结果如表2所示。
[0044]表2
[0045][0046](6)划分换热器整体网格，输入边界条件，并根据油侧的Re数修改多孔介质区域的粘性阻力系数1/α、惯性阻力系数C2和孔隙率ε参数，初始化并进行仿真。图5为仿真与实验结果的温差相对误差分析，结果表明相对误差在
±
7％以内；图6为仿真与实验结果的压降相对误差分析分析，结果表明相对误差在
±
2％以内。
[0047]以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本专利技术技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本专利技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热器性能的仿真方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)选取局部结构模型并划分网格；(2)使用不同边界条件对局部结构进行仿真并拟合流速和压降的关系式，得到粘性阻力系数1/α
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和惯性阻力系数C2‑1；(3)简化局部结构模型为多孔介质模型，并修改粘性阻力系数为1/α2，同时修改惯性阻力系数与局部周期性模型压降一致，得到惯性阻力系数C2‑2；(4)在1/α2和C2‑2条件下修改多孔介质模型的孔隙率与局部周期性模型的温差一致，得到相对孔隙率ε；(5)通过临界Re数方法对阻力系数进行修改；(6)划分换热器整体网格，修改1/α、C2和ε并进行仿真。2.根据权利要求1所述的换热器性能的仿真方法，其特征在于，所述局部结构模型是具有代表性的局部周期性结构。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，刘炜涛，
申请(专利权)人：佛山市南海蕾特汽车配件有限公司，
类型：发明
国别省市：