CAE咨询 / Data Area

汽车发动机一般位于散热器后一个半封闭舱内，由于散热器、发动机本身和排气歧管等多个高热源布置在一个狭小的空间内，散热困难，较高的温度还会影响热源附近的温度敏感部件（如舱内线束、橡胶件、电子设备等）的性能，温度过高时甚至会损坏这些部件。近年来，随着发动机的功率加大，排放要求的升高，发动机舱内部件变得越来越模块化，布置也越来越紧凑，这都给发动机舱热管理带来更大的挑战。同时，随着整车开发质量不断提高、开发成本不断降低以及开发周期越来越短，要求相应的CAE分析—机舱热安全性分析（汽车热安全性分析）精度更高、速度更快、更加简便易用。

我公司推出的发动机舱热管理解决方案是一套从CAE前处理到最终报告的一体化方案，包括一系列专业软件和详细流程。该方案结合最为前沿的结构传热、热辐射分析与计算流体CFD—传热耦合多物理场分析，用于预测发动机、换热器、变速箱、制动系统以及传动组件等各个子系统的热性能和它们之间的相互作用，从而帮助工程师在最短的时间内全面了解系统的整体和局部热特性，进而寻找到能量管理的最佳平衡点。

1.几何清理：ANSA前处理系统

2.借助于专业前处理软件ANSA无可比拟的几何清理功能，可快速完成整车CAD模型的几何修补、中面抽取、特征简化工作，为生成高质量的结构传热网格和流体网格提供保障。ANSA对主流求解器都提供了丰富的支持，并有极佳的模型管理模块，可在一套几何模型中 同 时实现CFD流体网格和结构网格的生成，高效快速。

3.面网格划分：ANSA前处理系统

  基于ANSA强大的面网格生成功能，可在最短的时间内完成结构壳网格和流体面网格的生成。尤其是ANSA提供的批处理网格功能（Batch Mesh）可轻松地完成特征简化，网格参数设置，实现一键式自动网格生成，并自动修正网格质量，保证最高质量网格。

4.体网格生成：ANSA前处理系统

在面网格的基础上，利用ANSA的高效体网格生成器，生成流体网格。并以适当格式输出给CFD软件。

5.结构—CFD耦合传热分析：THESEUS-FE

机舱热分析基于先进的专业热分析软件THESEUS-FE。THESEUS-FE是业内的尖端热管理软件，可同时计算结构传导、辐射、热对流等全部传热效应。

6. 结构传热网格既可使用ANSA生成也可直接使用已有的强度耐久或碰撞网格，节省前处理时间。THESEUS-FE可直接读取Nastran网格，对Nastran关键字全面支持（包括壳单元、3D实体单元和1D链接单元、耦合单元在内的全部单元类型），自动将其转化为传热单元。固体热传导采用最为先进的有限元技术，计算速度快，结果精确，并且将对单元质量的依赖降到最低，即使在低质量网格上也能取得合理的结果。模型中还可仿真对多层复合材料，厚度方向采用二阶函数插值温度剖面，计算精度非常高。

7.全面考虑热辐射的各种因素，既包括零件的长波辐射也包括环境的短波辐射，精确模拟零件遮挡造成的影区效应。基于THESEUS-FE独有的热辐射算法kd-tree，可在极短的时间内完成辐射角系数的计算，计算时间仅为同类软件的几十分之一；采用先进的数据压缩技术只需很少的内存和存储即可完成辐射计算。

8. 对流效应通过传热软件THESEUS-FE和CFD软件STAR-CCM+双向耦合仿真实现，最大程度上保证了温度场结果的精度。THESEUS-FE独一无二的耦合模块Coupler可实现结构传热、辐射和CFD的双向强耦合分析（支持计算流体力学软件STAR-CCM+和        OpenFOAM）。计算中由Coupler实现THESEUS-FE/STAR-CCM+自动数据交互，每完成一步迭代都自动将流体温度和换热系数插之后映射到结构网格上，同时将结构温度映射到流体网格上，再进行下一步迭代；结构和流体同步完成计算，从而提供最为接近现实的流场和温度场结果。Coupler带有友好的设置引导界面，仅需很少的用户干预，实现自动求解设置。

 

 

1.针对性强、高效、低成本的分析方案

2.同时完成机舱结构和流体温度场计算，结果精确可靠

3.准确预测预测敏感元件(橡胶管、减震材料、隔热材料)上可能出现的温度热点

4.有效评估热保护层的效果

5.有效评估气动参数(如制动冷却通风参数等)

6.易于操作，可快速完成建模和求解设置