結(jié)果的后處理及評價方法_v3

1、西迪阿特信息科技公司西迪阿特信息科技公司 CDAJ-China 截面矢量、標(biāo)量圖截面矢量、標(biāo)量圖 流線流線 計算量計算量 探測點探測點 動畫生成動畫生成 l數(shù)值模擬獲得合理的收斂解之后，下一步的工作（即后數(shù)值模擬獲得合理的收斂解之后，下一步的工作（即后 處理）是如何將計算結(jié)果轉(zhuǎn)化成可見、鮮明、易于理解處理）是如何將計算結(jié)果轉(zhuǎn)化成可見、鮮明、易于理解 的能反映發(fā)動機(jī)艙內(nèi)熱、流現(xiàn)象的圖片或動畫效果。從的能反映發(fā)動機(jī)艙內(nèi)熱、流現(xiàn)象的圖片或動畫效果。從 而使設(shè)計分析人員能發(fā)現(xiàn)、掌握發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的流場狀況、而使設(shè)計分析人員能發(fā)現(xiàn)、掌握發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的流場狀況、 溫度分布狀況，并對異常的現(xiàn)象給予分析和判斷。溫度

2、分布狀況，并對異常的現(xiàn)象給予分析和判斷。 lSTAR-CCM+STAR-CCM+提供了多種方法，使用戶能方便的對計算結(jié)提供了多種方法，使用戶能方便的對計算結(jié) 果進(jìn)行后處理，它們是：果進(jìn)行后處理，它們是： 截面矢量、標(biāo)量圖截面矢量、標(biāo)量圖 流線流線 計算量計算量 探測點探測點 動畫生成動畫生成 l什么是截面的矢量（什么是截面的矢量（Vector）圖？）圖？ 矢量圖主要用來描述既有大小又有方向的變量的分布情況，在發(fā)動機(jī)艙矢量圖主要用來描述既有大小又有方向的變量的分布情況，在發(fā)動機(jī)艙 分析中，主要用來描述分析中，主要用來描述速度矢量速度矢量的分布情況。的分布情況。 l什么是截面的標(biāo)量（什么是截面的標(biāo)

3、量（Scalar）圖？）圖？ 標(biāo)量圖主要用來描述計算變量大小的分布，在發(fā)動機(jī)艙分析中，主要用標(biāo)量圖主要用來描述計算變量大小的分布，在發(fā)動機(jī)艙分析中，主要用 來描述來描述速度標(biāo)量，壓力，溫度速度標(biāo)量，壓力，溫度分布情況分布情況 l作用：作用： 通過觀察二維截面上的矢量、標(biāo)量圖，來了解發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部的流動或熱通過觀察二維截面上的矢量、標(biāo)量圖，來了解發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部的流動或熱 情況。情況。 l截面位置的選?。航孛嫖恢玫倪x?。?分別沿分別沿X、Y、Z方向以一定的間距（如方向以一定的間距（如100mm），生成一系列的），生成一系列的Plane Section截面。截面。 在所關(guān)心的區(qū)域處生成二維截面，此時所使

4、用的截面間距要依據(jù)具體幾在所關(guān)心的區(qū)域處生成二維截面，此時所使用的截面間距要依據(jù)具體幾 何尺寸而定。例如在排氣歧管區(qū)域產(chǎn)生截面，因為歧管的幾何尺寸較小，何尺寸而定。例如在排氣歧管區(qū)域產(chǎn)生截面，因為歧管的幾何尺寸較小， 所以就需要用一個較小的間距（如所以就需要用一個較小的間距（如10mm）來產(chǎn)生數(shù)個截面。）來產(chǎn)生數(shù)個截面。 一般來講，所關(guān)心的區(qū)域應(yīng)該包含以下部件：一般來講，所關(guān)心的區(qū)域應(yīng)該包含以下部件： u發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋、排氣歧管、冷凝器、散熱器、中冷器、風(fēng)扇、對溫度的發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋、排氣歧管、冷凝器、散熱器、中冷器、風(fēng)扇、對溫度的 承受能力有限的部件（如承受能力有限的部件（如ECU、密封件

5、等）。、密封件等）。 二維截面位置示意圖二維截面位置示意圖 X截面截面Y截面截面 Z截面截面 速度矢量圖：速度矢量圖： 調(diào)節(jié)標(biāo)尺，將速度值固定在一個區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)標(biāo)尺，將速度值固定在一個區(qū)間內(nèi) 速度標(biāo)量圖：速度標(biāo)量圖： 調(diào)節(jié)標(biāo)尺，將速度值固定在一個區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)標(biāo)尺，將速度值固定在一個區(qū)間內(nèi) 壓力標(biāo)量圖：壓力標(biāo)量圖： 壓力值也可以固定在一個區(qū)間內(nèi)壓力值也可以固定在一個區(qū)間內(nèi) 溫度標(biāo)量圖：溫度標(biāo)量圖： 溫度值也可以固定在一個區(qū)間內(nèi)溫度值也可以固定在一個區(qū)間內(nèi) l什么是流線（什么是流線（Streamline）？）？ 穩(wěn)態(tài)計算中常用流線來輔助分析，流線是流場中畫出的一條空間曲線，穩(wěn)態(tài)計算中常用流線來輔助分析

6、，流線是流場中畫出的一條空間曲線， 曲線上任意一點所對應(yīng)流體微元其速度矢量均與這條曲線相切。曲線上任意一點所對應(yīng)流體微元其速度矢量均與這條曲線相切。 l作用：作用： 采用流線分析流場，更有助于分析人員了解流場的三維流動現(xiàn)象；采用流線分析流場，更有助于分析人員了解流場的三維流動現(xiàn)象； 對流線上添加基于標(biāo)量（速度大小、溫度等）的著色，更有助于分析人對流線上添加基于標(biāo)量（速度大小、溫度等）的著色，更有助于分析人 員同時了解多重信息。員同時了解多重信息。 通過冷凝器的流線通過冷凝器的流線 l流線種子位置的選取流線種子位置的選取 在所關(guān)心的部件附近布置流線種子，生成流線以便更加細(xì)致地觀測這些在所關(guān)心的部

7、件附近布置流線種子，生成流線以便更加細(xì)致地觀測這些 部件附近的流動情況，結(jié)合后面介紹的分析氣流組織部件附近的流動情況，結(jié)合后面介紹的分析氣流組織“短路短路”、“泄泄 露露”、“分配差異分配差異”等現(xiàn)象的方法，一般選擇將流線種子布置在以下位等現(xiàn)象的方法，一般選擇將流線種子布置在以下位 置：置： l熱交換器的入口表面熱交換器的入口表面 l用來觀察熱交換器前部是否有用來觀察熱交換器前部是否有 “短路短路”回流現(xiàn)象回流現(xiàn)象 l風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)區(qū)域的出口表面風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)區(qū)域的出口表面 l用來觀察風(fēng)扇后部的氣流組織，用來觀察風(fēng)扇后部的氣流組織， 是否有是否有“泄露泄露”或或“分配差異分配差異” 現(xiàn)象現(xiàn)象 l什么是計算

8、量？什么是計算量？ 計算量是針對各計算變量統(tǒng)計后處理，統(tǒng)計的手段包括面積平均、體積計算量是針對各計算變量統(tǒng)計后處理，統(tǒng)計的手段包括面積平均、體積 平均、質(zhì)量平均和積分求和等。平均、質(zhì)量平均和積分求和等。 l作用：作用： 計算中輸出的離散的速度值，壓力值和溫度值等可以被轉(zhuǎn)換為分析人員計算中輸出的離散的速度值，壓力值和溫度值等可以被轉(zhuǎn)換為分析人員 所需的面平均值、體平均和積分值等。所需的面平均值、體平均和積分值等。 STAR-CCM+提供了提供了Reports工具，可以使分析人員方便地獲得所關(guān)心工具，可以使分析人員方便地獲得所關(guān)心 的計算量，得到具體數(shù)值。的計算量，得到具體數(shù)值。 常用的計算量有：

9、通過冷凝器的流量、通過散熱器的流量、通過風(fēng)扇的常用的計算量有：通過冷凝器的流量、通過散熱器的流量、通過風(fēng)扇的 流量、截面的通過流量、某個部件附近的平均流速、投影面積、阻力系數(shù)流量、截面的通過流量、某個部件附近的平均流速、投影面積、阻力系數(shù)Cd、 升力系數(shù)升力系數(shù)Cl等。等。 通過風(fēng)扇的流量通過風(fēng)扇的流量 發(fā)動機(jī)附近的發(fā)動機(jī)附近的 平均流速平均流速 阻力系數(shù)阻力系數(shù)Cd的求?。旱那笕。?求整車在求整車在X方向方向 的正投影面積的正投影面積 1 Run Report 求整車阻力系數(shù)求整車阻力系數(shù)Cd 2 Run Report 參考密度參考密度 車速車速 投影面積投影面積 升力系數(shù)升力系數(shù)Cl的求取

10、：的求?。?求整車在求整車在Z方向方向 的正投影面積的正投影面積 1 Run Report 求整車升力系數(shù)求整車升力系數(shù)Cl 2 Run Report 參考密度參考密度 車速車速 投影面積投影面積 在計算域中布置探測點，得到探測點上的物理量。在計算域中布置探測點，得到探測點上的物理量。 排氣歧管附近排氣歧管附近 的溫度的溫度 l探測點位置的選取探測點位置的選取 一般來講，需要把探測點布置在以下位置：一般來講，需要把探測點布置在以下位置： 可以與實驗結(jié)果相對比的探測點可以與實驗結(jié)果相對比的探測點 依據(jù)實車試驗測試中所選取的測溫點位置，布置相同位置的探測依據(jù)實車試驗測試中所選取的測溫點位置，布置相

11、同位置的探測 點，將溫度結(jié)果與點，將溫度結(jié)果與試驗試驗結(jié)果對比結(jié)果對比 關(guān)心部件附近的探測點關(guān)心部件附近的探測點 在對溫度承受能力有限的部件（如在對溫度承受能力有限的部件（如ECU、密封件等）附近布置探、密封件等）附近布置探 測點，了解這些部件的溫度是否在許可范圍內(nèi)測點，了解這些部件的溫度是否在許可范圍內(nèi) 通過布置探測點找到流動滯止區(qū)域通過布置探測點找到流動滯止區(qū)域 結(jié)合后面介紹的觀察發(fā)動機(jī)艙內(nèi)流動滯止現(xiàn)象，通過了解探測點結(jié)合后面介紹的觀察發(fā)動機(jī)艙內(nèi)流動滯止現(xiàn)象，通過了解探測點 的速度大小來找到這些流動的速度大小來找到這些流動滯止區(qū)域滯止區(qū)域 制作流線動畫或矢量動畫。制作流線動畫或矢量動畫。

12、如：生成前面例圖中的通過冷凝器的流線動畫。如：生成前面例圖中的通過冷凝器的流線動畫。 播放流線動畫播放流線動畫 輸出流線動畫輸出流線動畫 （avi格式）格式） 流線動畫的控制參數(shù)流線動畫的控制參數(shù) 建立簡化機(jī)艙分析圖 流場分析 輔助熱態(tài)分析 后處理工作完成后，用戶面對是大量的圖片、動畫效后處理工作完成后，用戶面對是大量的圖片、動畫效 果，接下來的工作就是評價分析計算結(jié)果即如何從中果，接下來的工作就是評價分析計算結(jié)果即如何從中 發(fā)現(xiàn)特別的現(xiàn)象并得出對改進(jìn)設(shè)計有指導(dǎo)意義的結(jié)論。發(fā)現(xiàn)特別的現(xiàn)象并得出對改進(jìn)設(shè)計有指導(dǎo)意義的結(jié)論。 CDAJ-China從分析角度出發(fā)，提供如下評價思路：從分析角度出發(fā)，提

13、供如下評價思路： 所謂發(fā)動機(jī)艙熱管理，即“讓冷空氣有組織的充分冷卻發(fā)動讓冷空氣有組織的充分冷卻發(fā)動 機(jī)艙內(nèi)的發(fā)熱部件，并將熱量有效的帶出發(fā)動機(jī)艙機(jī)艙內(nèi)的發(fā)熱部件，并將熱量有效的帶出發(fā)動機(jī)艙”。 l 流場結(jié)果分析 l 輔助熱態(tài)結(jié)果分析 按照“進(jìn)風(fēng)前艙（換熱器）后艙（機(jī)艙內(nèi)各部件）流出” 的流程，逐階段分析。 發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī) C 前艙前艙 后艙后艙 D 散熱器散熱器 冷凝器冷凝器 部件部件A B l什么是流場結(jié)果分析什么是流場結(jié)果分析 流場解析獲得了計算空間中的一系列離散的物理量（速度、壓力等），流場解析獲得了計算空間中的一系列離散的物理量（速度、壓力等）， 從中歸納出流場的從中歸納出流場的“特點特

14、點”（氣流組織效果），即流場分析。（氣流組織效果），即流場分析。 l對象：對象： 速度矢量、標(biāo)量圖速度矢量、標(biāo)量圖 壓力標(biāo)量圖壓力標(biāo)量圖 流線流線 l直接目的：直接目的： 發(fā)現(xiàn)不合理的氣流組織：發(fā)現(xiàn)不合理的氣流組織：“短路短路” 、泄漏、分配差異、流動滯止、泄漏、分配差異、流動滯止 l間接目的間接目的 改進(jìn)設(shè)計的依據(jù)改進(jìn)設(shè)計的依據(jù) 前艙的前艙的“短路短路”現(xiàn)象現(xiàn)象 l現(xiàn)象描述：現(xiàn)象描述： 空氣吹過換熱器到達(dá)后艙后，折返流回前空氣吹過換熱器到達(dá)后艙后，折返流回前 艙艙 l檢查方法：檢查方法： 分析換熱器周圍分析換熱器周圍流線圖流線圖 分析換熱器周圍分析換熱器周圍壓力壓力 + 速度分布圖速度分布圖

15、 l影響：影響： 減小了進(jìn)風(fēng)量減小了進(jìn)風(fēng)量 降低了換熱器的散熱效果降低了換熱器的散熱效果 提高了到達(dá)后艙的空氣溫度提高了到達(dá)后艙的空氣溫度 l解決方法：解決方法： 針對回流處添加導(dǎo)風(fēng)罩針對回流處添加導(dǎo)風(fēng)罩 泄漏現(xiàn)象泄漏現(xiàn)象 l現(xiàn)象描述：現(xiàn)象描述： 到達(dá)后艙的空氣沒有有效的吹向發(fā)動機(jī)艙到達(dá)后艙的空氣沒有有效的吹向發(fā)動機(jī)艙 內(nèi)部件，而是過早吹出機(jī)艙內(nèi)部件，而是過早吹出機(jī)艙 l檢查方法：檢查方法： 分析機(jī)艙內(nèi)分析機(jī)艙內(nèi)流線圖流線圖 分析機(jī)艙內(nèi)分析機(jī)艙內(nèi)壓力壓力 + 速度分布圖速度分布圖 l影響：影響： 減小了發(fā)動機(jī)艙的有效冷卻風(fēng)量減小了發(fā)動機(jī)艙的有效冷卻風(fēng)量 使后艙的空氣溫度提升使后艙的空氣溫度提升

16、 l解決方法：解決方法： 針對泄漏處添加擋風(fēng)板針對泄漏處添加擋風(fēng)板 分配差異分配差異 l現(xiàn)象描述：現(xiàn)象描述： 冷卻空氣的分配不符合主要熱源的分布冷卻空氣的分配不符合主要熱源的分布 （如冷卻空氣大部分沒有流經(jīng)排氣歧管）（如冷卻空氣大部分沒有流經(jīng)排氣歧管） l檢查方法：檢查方法： 分析機(jī)艙內(nèi)分析機(jī)艙內(nèi)流線圖流線圖 或檢查熱源周圍的流動方向或檢查熱源周圍的流動方向 計算量：（如截面流量）計算量：（如截面流量） l影響：影響： 主要熱源未得到應(yīng)有的冷卻主要熱源未得到應(yīng)有的冷卻 l解決方法：解決方法： 針對風(fēng)扇添加導(dǎo)流罩針對風(fēng)扇添加導(dǎo)流罩 調(diào)整發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部件的布置調(diào)整發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部件的布置 流動滯止流動滯

17、止 l現(xiàn)象描述：現(xiàn)象描述： 某些部件周圍的氣流速度非常低某些部件周圍的氣流速度非常低 l檢查方法：檢查方法： 分析機(jī)艙內(nèi)分析機(jī)艙內(nèi)速度分布圖速度分布圖 添加探測點添加探測點 l影響：影響： 滯止的氣流不能有效的帶走熱量，導(dǎo)致局滯止的氣流不能有效的帶走熱量，導(dǎo)致局 部過熱部過熱 l解決方法：解決方法： 適當(dāng)調(diào)整發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部件的布置適當(dāng)調(diào)整發(fā)動機(jī)艙內(nèi)部件的布置 l什么是輔助熱態(tài)結(jié)果分析：什么是輔助熱態(tài)結(jié)果分析： 輔助熱態(tài)計算獲得了計算空間內(nèi)一系列離散的溫度值，獲得發(fā)動機(jī)艙輔助熱態(tài)計算獲得了計算空間內(nèi)一系列離散的溫度值，獲得發(fā)動機(jī)艙 內(nèi)溫度場分布的規(guī)律即輔助熱態(tài)結(jié)果分析。內(nèi)溫度場分布的規(guī)律即輔助熱態(tài)

18、結(jié)果分析。 l對象對象 溫度分布圖溫度分布圖 l直接目的：直接目的： 流場流場“特點特點”（氣流組織效果）的直觀反映（氣流組織效果）的直觀反映 判斷關(guān)鍵部位的熱狀況判斷關(guān)鍵部位的熱狀況 l間接目的間接目的 優(yōu)化設(shè)計之后，溫度場的對比優(yōu)化設(shè)計之后，溫度場的對比 氣流組織效果的反映氣流組織效果的反映 l描述：描述： 針對已有的流場，輔助熱態(tài)分析可以幫助針對已有的流場，輔助熱態(tài)分析可以幫助 用戶直觀的獲得基于當(dāng)前溫度邊界條件的用戶直觀的獲得基于當(dāng)前溫度邊界條件的 溫度分布。溫度分布。 l檢查方法：檢查方法： 分析溫度分布圖分析溫度分布圖 截面溫度分布圖截面溫度分布圖 截面速度分布圖截面速度分布圖 判斷關(guān)鍵部位的熱狀況判斷關(guān)鍵部位的熱狀況 l描述：描述： 輔助