使用STAR-CCM+分析风扇排气性能及优化

"应用STAR-CCM+进行风扇排气性能分析，通过使用Moving Reference Frames技术模拟风扇旋转区域，对长安某混合动力汽车燃料电池的风扇及排气管道散热性能进行深入研究。" 在汽车工程领域，尤其是在混合动力汽车的设计中，燃料电池的散热性能至关重要，它直接影响电池的寿命和车辆的整体可靠性。本文由李义林、余小东和贾宏涛共同撰写，详细阐述了使用STAR-CCM+这一先进的计算流体动力学（CFD）软件进行风扇排气性能分析的过程。STAR-CCM+是一款强大的多物理场仿真工具，广泛应用于汽车行业的流体、热传递和结构分析。 在分析过程中，研究人员针对燃料电池系统的小型化空间特点，特别关注了散热风扇的排气性能。由于风扇叶片直径受到限制，以及高转速可能导致的气动噪声问题，他们采用了一种创新方法——Moving Reference Frame，来模拟风扇旋转区域。这种方法允许在静止参考系中处理旋转部件，简化了计算流程，同时保持了结果的准确性。 文章首先介绍了风扇排气性能的重要性，然后详细描述了STAR-CCM+软件的应用步骤，包括几何建模、网格划分（特别是使用多面体网格进行精细化网格划分）、边界条件设定、求解器设置以及后处理等环节。通过对风扇和排气管道的CFD分析，他们能够评估当前设计的散热效果，并据此提出优化方案。 在优化阶段，研究人员对改进后的设计进行了重新模拟，以验证其性能提升。通过对比新旧方案的模拟结果，他们证明了优化方案的有效性，这不仅改善了散热效率，还降低了可能的噪声问题。此外，通过CFD分析，他们能够在设计早期发现问题，避免了昂贵的物理样机试验，从而节省了成本，缩短了开发周期。 该论文强调了CFD分析在汽车设计中的核心地位，特别是对于解决混合动力汽车电池散热问题的关键角色。STAR-CCM+的使用展示了现代计算机辅助工程工具在解决复杂工程挑战方面的强大能力，为汽车行业提供了有价值的参考和实践指导。