結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、標量圖截面矢量、標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）是如何將計算結果轉化成可見、鮮明、易于理解處理）是如何將計算結果轉化成可見、鮮明、易于理解的能反映發(fā)動機艙內熱、流現(xiàn)象的圖片或動畫效果。從的能反映發(fā)動機艙內熱、流現(xiàn)象的圖片或動畫效果。從而使設計分析人員能發(fā)現(xiàn)、掌握發(fā)動機艙內的流場狀況、而使設計分析人員能發(fā)現(xiàn)、掌握發(fā)動機艙內的流場狀況、溫度分布狀況，并對異常的現(xiàn)象給予分析和判斷。溫度分布狀況，并對異常的現(xiàn)

2、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提供了多種方法，使用戶能方便的對計算結果進行后處理，它們是：果進行后處理，它們是：截面矢量、標量圖截面矢量、標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什么是截面的標量（什么是截面的標量（Scalar）圖？）圖？標量圖主要用來描

3、述計算變量大小的分布，在發(fā)動機艙分析中，主要用標量圖主要用來描述計算變量大小的分布，在發(fā)動機艙分析中，主要用來描述來描述速度標量，壓力，溫度速度標量，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、標量圖，來了解發(fā)動機艙內部的流動或熱通過觀察二維截面上的矢量、標量圖，來了解發(fā)動機艙內部的流動或熱情況。情況。l截面位置的選取：截面位置的選?。悍謩e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)具體幾在所關心的區(qū)域處生成二維截面，此時所

4、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，所關心的區(qū)域應該包含以下部件：一般來講，所關心的區(qū)域應該包含以下部件：u發(fā)動機缸體、缸蓋、排氣歧管、冷凝器、散熱器、中冷器、風扇、對溫度的發(fā)動機缸體、缸蓋、排氣歧管、冷凝器、散熱器、中冷器、風扇、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

5、截面截面Z截面截面速度矢量圖：速度矢量圖：調節(jié)標尺，將速度值固定在一個區(qū)間內調節(jié)標尺，將速度值固定在一個區(qū)間內速度標量圖：速度標量圖：調節(jié)標尺，將速度值固定在一個區(qū)間內調節(jié)標尺，將速度值固定在一個區(qū)間內壓力標量圖：壓力標量圖：壓力值也可以固定在一個區(qū)間內壓力值也可以固定在一個區(qū)間內溫度標量圖：溫度標量圖：溫度值也可以固定在一個區(qū)間內溫度值也可以固定在一個區(qū)間內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，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流體微元其速度矢量均與這條曲線相切。曲線

6、上任意一點所對應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心的部件附近布置流線種子，生成流線以便更加細致地觀測這些在所關心的部件附近布置流線種子，生成流線以便更加細致地觀測這些部件附近的流動情況，結合后面介紹的分析氣流組織部件附近的流

7、動情況，結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風扇旋轉區(qū)域的出口表面風扇旋轉區(qū)域的出口表面l用來觀察風扇后部的氣流組織，用來觀察風扇后部的氣流組織，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

8、積平均、體積平均、質量平均和積分求和等。平均、質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心工具，可以使分析人員方便地獲得所關心的計算量，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：通過冷凝器的流量、通過散熱器的流量、通過風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、通過風扇的流量、截面的通過流量、某個部件附近

9、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。通過風扇的流量通過風扇的流量發(fā)動機附近的發(fā)動機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。呵笳囋谇笳囋赬方向方向的正投影面積的正投影面積1Run Report求整車阻力系數(shù)求整車阻力系數(shù)Cd2Run 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?。旱那笕。呵笳囋谇笳囋赯方向方向的正投影面積的正投影面積1Run Report求整車升力系數(shù)求整車升力系數(shù)Cl2Run Report參考密度參考密度車速車速投影面積投影

10、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：可以與實驗結果相對比的探測點可以與實驗結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，布置相同位置的探測點，將溫度結果與點，將溫度結果與試驗試驗結果對比結果對比關心部件附近的探測點關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

11、）附近布置探測點，了解這些部件的溫度是否在許可范圍內測點，了解這些部件的溫度是否在許可范圍內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)域結合后面介紹的觀察發(fā)動機艙內流動滯止現(xiàn)象，通過了解探測點結合后面介紹的觀察發(fā)動機艙內流動滯止現(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。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) 建立簡化機艙分析圖 流場分析 輔助

12、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果即如何從中果，接下來的工作就是評價分析計算結果即如何從中發(fā)現(xiàn)特別的現(xiàn)象并得出對改進設計有指導意義的結論。發(fā)現(xiàn)特別的現(xiàn)象并得出對改進設計有指導意義的結論。 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)，提供如下評價思路：所謂發(fā)動機艙熱管理，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)動機艙內的發(fā)熱部件，并將熱量有效的帶出發(fā)動機艙機艙內的發(fā)熱部件，并將熱量有效的帶出發(fā)動機艙”。l 流場結果分析l 輔助熱態(tài)結果分析按照“進風前

13、艙（換熱器）后艙（機艙內各部件）流出”的流程，逐階段分析。發(fā)動機發(fā)動機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ABl什么是流場結果分析什么是流場結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、標量圖速度矢量、標量圖壓力標量圖壓力標量圖流線流線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

14、間接目的間接目的改進設計的依據(jù)改進設計的依據(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后艙后，折返流回前空氣吹過換熱器到達后艙后，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l影響：影響：減小了進風量減小了進風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后艙的空氣溫度提高了到達后艙的空氣溫度l解決方法：解決方法：針對回流處添加導風罩針對回流處添加導風罩泄漏現(xiàn)象泄漏現(xiàn)象l現(xiàn)象描述：現(xiàn)象描述：到達后艙的空氣沒有有效的吹向發(fā)動機艙到達后艙的空氣沒有有效的吹向發(fā)動機艙

15、內部件，而是過早吹出機艙內部件，而是過早吹出機艙l檢查方法：檢查方法：分析機艙內分析機艙內流線圖流線圖分析機艙內分析機艙內壓力壓力 + 速度分布圖速度分布圖l影響：影響：減小了發(fā)動機艙的有效冷卻風量減小了發(fā)動機艙的有效冷卻風量使后艙的空氣溫度提升使后艙的空氣溫度提升l解決方法：解決方法：針對泄漏處添加擋風板針對泄漏處添加擋風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：分析機艙內分析機艙內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

16、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：主要熱源未得到應有的冷卻主要熱源未得到應有的冷卻l解決方法：解決方法：針對風扇添加導流罩針對風扇添加導流罩調整發(fā)動機艙內部件的布置調整發(fā)動機艙內部件的布置流動滯止流動滯止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：分析機艙內分析機艙內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，導致局滯止的氣流不能有效的帶走熱量，導致局部過熱部過熱l解決方法：解決方法：適當調整發(fā)動機艙內部件的布置適當調整發(fā)動機艙內部件的布置l什么是輔助熱態(tài)結果分析：什

17、么是輔助熱態(tài)結果分析：輔助熱態(tài)計算獲得了計算空間內一系列離散的溫度值，獲得發(fā)動機艙輔助熱態(tài)計算獲得了計算空間內一系列離散的溫度值，獲得發(fā)動機艙內溫度場分布的規(guī)律即輔助熱態(tài)結果分析。內溫度場分布的規(guī)律即輔助熱態(tài)結果分析。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）的直觀反映判斷關鍵部位的熱狀況判斷關鍵部位的熱狀況l間接目的間接目的優(yōu)化設計之后，溫度場的對比優(yōu)化設計之后，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前溫度邊界條件的用戶直觀的獲得基于當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鍵部位的熱狀況判斷關鍵部位的熱狀況l描述：描述：