基于CFD的某汽车外流场数值模拟与分析_雷荣华

基于cfd煤矿灾变协同控风的数值模拟与优化研究摘要：一、研究背景及意义二、CFD技术简介三、煤矿灾变协同控风数值模拟方法四、优化策略及结果分析五、结论与展望正文：基于CFD煤矿灾变协同控风的数值模拟与优化研究一、研究背景及意义在我国，煤矿安全生产事故时有发生，给国家和人民带来巨大的经济损失和生命财产安全威胁。

煤矿灾变过程中，风速、温度、瓦斯浓度等参数的变化对事故发展及人员安全密切相关。

因此，研究煤矿灾变协同控风技术对于预防矿难事故、提高矿井安全性具有重要意义。

本文采用计算流体动力学（CFD）技术，对煤矿灾变协同控风进行数值模拟与优化研究。

二、CFD技术简介计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一种通过数值方法和计算机模拟研究流体流动的工程技术。

在煤矿领域，CFD技术可以用于模拟矿井风流场、温度场、瓦斯场等，为矿井通风设计与优化提供科学依据。

三、煤矿灾变协同控风数值模拟方法1.建立数学模型：根据煤矿灾变过程的物理本质，建立描述风流、瓦斯、热量传输的数学方程组。

2.网格划分：将矿井空间划分为若干网格，用于离散化求解。

3.数值求解：采用有限元、有限体积等数值方法，求解离散化后的方程组。

4.模型验证与分析：通过现场实测数据对模型进行验证，分析数值模拟结果的可信度。

四、优化策略及结果分析1.优化矿井通风参数：根据数值模拟结果，调整风量、风速、风机布置等，实现矿井通风系统的优化。

2.灾变预警与应急措施：分析不同灾变场景下矿井风流场的变化，为矿井灾变预警提供依据。

同时，研究协同控风措施，降低事故风险。

3.结果分析：对比优化前后的矿井通风效果，评估优化策略的实际应用价值。

五、结论与展望本文通过基于CFD的煤矿灾变协同控风数值模拟与优化研究，为矿井通风设计与安全管理提供了新的技术手段。

FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨汽车在低速行驶时，车内噪声主要是发动机噪声和路面轮胎噪声，当汽车速度超过80km/h时，风噪占主导地位[1]。

风噪是一种空气动力性噪声，封闭乘员室内部的气动噪声声源项主要是偶极子声源，偶极子声源是是由车身表面湍流边界层内的扰动、表面脉动压力共同引起的。

如今，越来越多学者、专家致力于对风噪的研究，他们从实验、理论分析、数值模拟这三个方面出发，在讨论汽车流场、汽车风噪分析技术和降低汽车风噪方面提供了许多新思路和要点。

邹锐[2]运用CFD方法对某车型进行了外流场瞬稳态仿真，稳态上分析了外流场气流流动状况及气流分离情况，机舱盖尾涡、A柱涡、后视镜尾涡的形成、发展以及对车内噪声的影响，瞬态上在A柱、后视镜和侧窗玻璃上选取了若干监测点，从流场与声场上具体分析了车外湍流对该区域的影响。

宗轶琦[3]运用LES与FE-SEA方法对车内噪声进行了研究，发现了FE-SEA模型在20-100Hz能够较为准确的捕捉车内噪声响应峰值，但与实车道路试验对比，计算精度略逊于FEM模型；在200-500Hz区域，FE-SEA模型相比于FEM模型、SEA模型、BEM模型，计算精度最高；在500Hz以后的高频区域内，FE-SEA模型也能保证较高的计算精度。

然而这些研究都仅限于研究汽车由于气流分离产生的气动噪声，也即只考虑了由单相流工况下的气动噪声，没有考虑到多相流工况下的气动噪声，如汽车在雨天行驶时，就属于气液两相流工况，因为此时的环境变量既包括空气，又包括雨滴。

这里例举一些其他机械在气液两相流工况下的响应情况。

曾广志[4]对风雨环境下桥上城际列车的运行安全性做了研究，研究结果表明：列车和桥梁迎风侧表面附近的雨滴密度随着侧风风速和风向角的增加而增加，较之于无雨工况下,在有雨条件下列车的表面压力、侧向力和倾覆力矩系数有增大的趋势。

张坻[5]等对输流管道的两相流噪声进行了研究，研究结果表明：由于管道中的气泡生成与发展和两相流产生的压力脉动和速度脉动是两相流噪声产生的根本原因，低马赫数下，偶极风雨场条件下汽车乘员舱气动噪声数值模拟宗轶琦1　陶海1　沈辉1　杨易2　罗泽敏31.扬州大学 机械工程学院　江苏省扬州市　225127　2.湖南大学 机械与运载工程学院　湖南省长沙市　4100823.广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院　广东省广州市　516434摘 要：本研究以某汽车为研究对象，基于数值模拟探讨不同降雨量工况下的汽车乘员舱气动噪声声压级水平。

基于CFD的油箱燃油晃动数值模拟
李佳佳
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2018(0)11
【摘要】现代CAD建模和CFD仿真已广泛应用于机械、汽车及航空等工业领域.文中主要采用CAD几何建模和FLUENT仿真分析,对汽车油箱的油液晃动进行数值模拟,包括CAD模型简化、网格划分、CFD仿真计算及结果分析.同时,运用有限体积法(VOF)模型模拟气液两相流计算,对比静态和动态时油箱的应力幅值,提出一种计算机辅助设计方法,这有利于优化油箱的结构.
【总页数】3页(P129-130,134)
【作者】李佳佳
【作者单位】江苏安全技术职业学院,江苏徐州 221011
【正文语种】中文
【中图分类】U464.136.5
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基于CFD技术的多种折褶滤网数值模拟及分析刘彭【摘要】The flow characteristics of fluid through V-shaped pleated filter net (local) was studied using CFD technology in this paper, and to analyze the flow state under certain conditions. On this basis, the flow field of the fluid through the other structure pleated filter net (local) were simulated, the velocity and pressure distribution in the different structure of the pleated filter net were compared for further understanding the influenceof pleated filter net structure on the filtering effect. The results showedthat although the V-shaped pleated filter net was widely used, it was not the best structure, the filtering efficiency of trapezoidal pleated filter net was more prominent.%利用CFD技术研究流体通过V型折褶滤网（局部）时的流态特征，分析其在特定条件下的流场状态。

并以此为契机，模拟出流体通过其他结构的折褶滤网（局部）时的流场状态，观察流体在不同结构的折褶滤网周围的速度及压力的分布情况，进一步了解折褶结构对滤芯过滤效果的影响。

基于CFD方法的阀门传热仿真分析
曹思民;陈志辉;王保平;杨灵均;侯丽强;金远;张峰;李颀铭;赵亮
【期刊名称】《阀门》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】某核电厂蒸汽隔离阀长期处于蒸汽环境下,伴随高温、高湿状态,可能会导致阀门内部温度过高,引起阀门电装无法正常动作。

考虑到阀门内部温度场不能有效的通过实验方法进行测量,且数值计算(CFD)能通过精细化的后处理,将数值求解结果形象直观地表示出来,以便于理解,因此本次对于阀门内部温度分布及散热优化问题的分析,采用CFD方法开展。

结合本次阀门内部流场分布及温度场分布的实际情况,本次热工流体数值模拟采用非结构化网格开展数值模拟计算。

通过本次计算分析蒸汽隔离阀的传热情况,判断阀门在高温流体下电机的可用性。

经数值模拟仿真分析,结果显示配有散热翅片的闸阀有效地降低了闸阀阀体上端的温度,阀门在常开状态下,虽处于高温蒸汽中,也能保证电装的可用性。

【总页数】4页(P616-619)
【作者】曹思民;陈志辉;王保平;杨灵均;侯丽强;金远;张峰;李颀铭;赵亮
【作者单位】中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室;沈阳农业大学;中国船舶渤海造船厂
【正文语种】中文
【中图分类】TH134
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河北工业大学2015届本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：汽车外流场分析研究专业（方向）：车辆工程学生信息：110324、田野、车辆113指导教师信息：86024、武一民、教授报告提交日期：2015年3月23日内容要求：1.研究背景随着汽车工业的不断发展和制造技术的快速提高，汽车的外部造型和气动特性受到了极大的关注。

汽车气动阻力在很大程度上影响着汽车性能，尤其对于高速行驶的汽车，气动力对其性能的影响占主导地位，因此良好的空气动力稳定是汽车高速、安全行驶的前提和必要条件。

因此，在汽车开发过程中，研究并优化汽车的空气动力性能非常重要。

空气动力学是来自于汽车外部的约束条件，它主要研究的是汽车的气动特性，其研究成果不仅直接影响着汽车的动力性、燃油经济性、操纵性、稳定性、舒适性、安全性等，还间接影响着轿车的外观款式及审美的流行趋势【1】。

汽车行驶时所受的空气作用力可以被分解为阻力,升力,侧向力,横摆气动力矩,纵倾气动力矩,侧倾气动力矩6个分量。

在这6个分量中,由于当今汽车空气阻力所消耗的动力至少和滚动摩擦相当【2】，所以长期以来空气阻力系数的大小就成为衡量汽车空气动力性能的最基本的参数,因此汽车空气动力学的最主要的研究内容也就是设法降低汽车的空气阻力系数。

减小空气阻力主要是通过减少汽车的迎风面积和空气的阻力系数来实现，一般而言迎风面积取决于汽车的体积，空气阻力取决于车身造型。

因此，汽车车身紧凑和流线形是提高燃油经济性、充分发挥汽车动力性的途径。

不同的车身造型会使得车身风压中心的位置不同，汽车在高速行驶的情况下，因受到气动侧向力的作用而使得汽车轮胎的附着力减小，造成汽车极其容易跑偏，即使得汽车的操纵稳定性有所下降【3】。

因此，车身气动造型的完美与否对汽车的性能有着至为重要的影响。

不同的气动造型会给车身带来不同的气动力效应,从而影响到汽车的各项性能。

良好的气动造型设计应该具有较小的气动阻力系数。

26【摘 要】汽车空调除霜性能对汽车驾驶和交通安全起着重要作用，文章基于STAR-CCM+通过CFD 方法对某重型卡车的空调除霜性能进行分析，找出除霜系统的优化方案。

通过对除霜系统出风口位置、出风口格栅结构、风管管道及出风格栅方向进行优化设计改进，除霜性能在-30°得到改善与提升，最终得到满足设计要求的除霜系统。

【关键词】STAR-CMM+；除霜系统；CFD；风量分配；优化设计基于STAR-CCM+汽车除霜系统CFD 仿真分析与优化□文/代伟峰 杨晓萌 刘 晓（中国重汽集团汽车研究总院）引言在寒冷天气下，当车内空气和寒冷车窗表面接触时，空气中的水分受温度降低的影响饱和析出，形成水汽。

当空气温度下降到零度以下时，水汽就会在玻璃表面凝华产生冰晶，汽车挡风玻璃上冰晶凝结形成的冰霜会严重影响驾驶员视野，对行车安全产生危害，因此如何快速除霜对行车安全至关重要。

GB11555—2009对汽车除霜系统性能和试验方法做出了严格的规定（M1类汽车强制执行）。

参考此标准，重型卡车一般要求试验开始20 min 后，A 区域需完成80%除霜；试验开始35 min 后，A 区域需完成100%除霜，B 区域需完成95%的除霜，如图1所示。

图1 除霜A、B 区域划分基于重卡的传统除霜系统设计主要采用经验设计方法，待样车制造完成后，利用试验核查其实际性能效果，费用高，设计整改周期长。

本文通过STAR-CMM+软件以及CFD 数值模拟技术，在某重型卡车的研发过程中，对空调的除霜性能进行前期理论分析，对除霜风道、格栅出口面积及角度等关键部位进行分析和优化，使整车的除霜性能大幅提升，且优化结果在实车中得到了有效验证。

1 空调除霜风道CFD 仿真分析1.1 基本理论在STAR-CCM+中挡风玻璃和侧窗玻璃的除霜模拟包括两个过程：整个除霜计算域内的流场稳态计算和除霜过程的瞬态计算。

当热气流将热量通过玻璃的内侧传导到玻璃外侧的霜层，霜层温度持续升高，当到达冰霜融点时，霜层就会开始融化并直到消失。

通讯作者：马庆东，２０１３年毕业于东北石油大学油气储运专业，现在大庆油田有限责任公司第九采油厂从事给水排水研究工作。

通信地址：大庆市让胡路区阳光嘉城Ｄ１１ ３ ３０２，１６３０００。

Ｅ ｍａｉｌ：１０３１２５６３２１＠ｑｑ．ｃｏｍ。

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ３１５８．２０２４．０１．００６基于ＣＦＤ ＰＢＭ含油污水沉降实验装置的数值模拟马庆东（大庆油田责任有限公司第九采油厂）摘　要　沉降是目前油田含油污水处理过程中重要处理方法之一，而含油污水的油水分离特性是影响油田含油污水沉降处理工艺效率的关键因素。

文章设计并搭建了含油污水沉降实验装置，对装置中含油污水沉降分离过程进行ＣＦＤ ＰＢＭ数值模拟。

首先运用实验验证模拟方法的可靠性，然后分析了不同油水相黏度、配液含油量和温度对含油污水沉降过程的影响，获得了含油污水在沉降装置中的沉降分离特性：当其他条件一定时，含油污水静置沉降过程中，油水相黏度越小，配液含油量越大，温度越高，含油污水沉降分离速度越快，油滴更容易从含油污水中快速分离出来上浮至顶部，表现出良好的油水分离效果。

研究结果可为油田含油污水沉降实验研究及沉降处理工艺的运行提供一定的理论支持。

关键词　含油污水；沉降；分离特性；ＰＢＭ模型；数值模拟中图分类号：Ｘ５０５；ＴＥ９９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５ ３１５８（２０２４）０１ ００２４ ０６犖狌犿犲狉犻犮犪犾犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀狅犳犗犻犾狔犛犲狑犪犵犲犛犲狋狋犾犲犿犲狀狋犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犪犾犇犲狏犻犮犲犅犪狊犲犱狅狀犆犉犇 犘犅犕ＭａＱｉｎｇｄｏｎｇ（犜犺犲犖犻狀狋犺犗犻犾犘狉狅犱狌犮狋犻狅狀犘犾犪狀狋狅犳犇犪狇犻狀犵犗犻犾犳犻犲犾犱犆狅．，犔狋犱．）犃犅犛犜犚犃犆犜　Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｏｉｌｆｉｅｌｄｓ．ａｎｄｔｈｅｏｉｌ ｗａｔｅｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｏｉｌｙｗａｓｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ．Ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅｆｏｒｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｂｕｉｌｔｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ａｎｄｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｗａｓｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＣＦＤ ＰＢＭｉｎｔｈｅｄｅｖｉｃｅ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｏｉｌ ｗａｔｅｒｐｈａｓｅ，ｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｌｉｑｕｉｄ，ａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｉｎｔｈｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｗｈｅｎｏｔｈｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃｏｎｓｔａｎｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｔａｔｉｃｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｉｌｙｓｅｗａｇｅ，ｔｈｅｌｏｗｅｒｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｏｉｌ ｗａｔｅｒｐｈａｓｅｗａｓ，ｔｈｅｌａｒｇｅｒｏｉｌｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｌｉｑｕｉｄｗａｓ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓ，ｔｈｅｆａｓｔｅｒｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓｐｅｅｄｏｆｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｗａｓ，ａｎｄｔｈｅｅａｓｉｅｒｔｈｅｏｉｌｄｒｏｐｌｅｔｓｗｅｒｅｔｏｑｕｉｃｋｌｙｓｅｐａｒａｔｅｆｒｏｍｔｈｅｏｉｌｙｓｅｗａｇｅａｎｄｆｌｏａｔｔｏｔｈｅｔｏｐ，ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｎｇａｇｒｅａｔｏｉｌ ｗａｔｅｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｓｏｍｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｏｉｌｆｉｅｌｄ．犓犈犢犠犗犚犇犛　ｏｉｌｙｓｅｗａｇｅ；ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ＰＢＭｍｏｄｅｌ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ０　引　言随着油田的开采，国内绝大多数油田已进入中高含水阶段，油田采出液经过联合站处理后产生了大量的含油污水，同时含油污水的物性也变得更为复杂，导致油水分离愈加困难，因此，进行含油污水沉降分离特性研究对于掌握含油污水的沉降分离规律、提高含油污水处理工艺效率至关重要［１］。

基于CFD的电动汽车锂电池包内部流场模拟及其结构优化设计黄芳芳;宋开通;吴亚东【摘要】电动汽车动力电池作为动力源,在能量交换过程中会放出很多热量,因此电池包的流场分析尤为重要.采用计算流体动力学(简称CFD)的方法,对电池包风冷时的内部流场完成数值模拟与建模,且根据数值模拟的结果总结了均匀电池包内部流场的优化方案.结果表明,经过结构优化后,出口流量分配已基本保持一致,减少了能量损失,延长了电池的使用寿命.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】3页(P128-129,131)【关键词】电池包;CFD;流场;出口流量【作者】黄芳芳;宋开通;吴亚东【作者单位】奇瑞新能源汽车技术有限公司,安徽芜湖 241000;奇瑞新能源汽车技术有限公司,安徽芜湖 241000;奇瑞新能源汽车技术有限公司,安徽芜湖 241000【正文语种】中文0 引言锂离子电池作为动力源，在整车充、放电工况下均产生大量热量，造成风冷电池内部电池单体温度的升高和单体电池间的温差，大大降低了电池性能，甚至严重影响电池的使用寿命和整车安全[1]。

因此，需建立电池内部流场的理论模型，基于数值模拟技术分析电池包在充、放电过程中的流场分布，预估电池包的散热性能，优化电池包的散热结构，以提高风冷电池包的使用性能和循环寿命[2]。

由于CFD可靠性的不断提高[3]，它被广泛应用于研究流体机械流场问题领域。

本文基于CFD对风冷电池包的内部流场进行理论模型的建立与数值模拟，并根据数值模拟的结果提出优化方案。

1 锂电池包流场数值模拟1.1 控制方程风冷锂电池包的内部散热基本依靠强迫对流换热。

当前，解决强迫对流换热的主流方法为k-ε湍流模型，ε表示耗散率，k表示湍动能。

本文运用k-ε湍流模型进行锂电池包的内部流场仿真，并采用描述固体导热的控制方程、能量方程、动量方程、流体连续方程、ε方程及k方程等进行数学建模。

内热源导热控制方程：能量方程：动量方程：湍动能k和耗散率ε的方程为：式中：ρ为气体密度；t为时间；ui、uj、uk分别为三个方向上流体的平均速度；xi、xj、xk分别为三维直角坐标系方向上的分量；T为温度；μ为粘性系数；cρ为比热容；k为流体的传热系数；μt为湍动粘度；Gk是由于平均速度梯度产生的湍动能；C1ε和C2ε为经验常数1.44和1.92。

CFD技术进展及其在汽车设计中的应用作者：张树玲张燕然张波朱学军来源：《教育教学论坛》2018年第37期摘要：计算流体力学是流体力学的一个分支，在整个流体力学中的地位也十分突出。

现代汽车技术随着科学技术的不断革新和进步，与以前相比汽车整体结构变得越发复杂，在汽车综合性能研发中，空气动力特征起着重要作用。

计算流体力学正被大量应用于现代汽车开发过程，它的应用将使传统所需的风洞试验次数大大减少，降低设计成本，缩短研发周期。

本文着重介绍了目前国内CFD技术（计算流体动力学）的发展现状，以及基于CFD技术在汽车整车设计方面的应用，并对计算流体力学的发展和应用进行了综述，对其发展趋势做了探讨。

关键词：计算流体力学；汽车设计；空气动力学中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）37-0279-02一、引言近年来，随着计算机技术的迅猛发展，结构分析的技术已基本成熟，应用也日趋广泛，而对更为复杂的流动问题的模拟计算也在不断地进展之中，计算流体力学（Computational Flu-id Dynamics简称CFD）在汽车设计的多个环节中受到广泛关注[1]。

传统的汽车空气动力学研究分为实验和理论两种方法，风洞实验测试的方法耗资大，成本高，对于经济相对一般的企业和研发单位根本无法进行。

随着计算机技术的进步和模拟软件的日趋成熟及计算流体力学的发展，部分复杂、需要进行风洞实验的就可以通过电脑进行数值模拟[2]。

CFD可用于研究环绕汽车的流场，来评定车身结构的噪声、空气动力学性能、空调系统和发动机内的气体流动情况等性能。

模拟计算不需要实车或模型，只需在计算机上对相关实验进行模拟分析，节省了大量的试验经费。

通过模拟可对实验结果和相应数据进行预测分析，得到三维流场的详细信息，供设计部门参考，为修改设计方案提供佐证。

随着商用车开发水平的不断提高，相关的空气动力学问题，例如汽车的动力性、经济性、操纵稳定性等方面提出了更高要求[3]。

冷却塔组外流场CFD数值分析报告（厦航总部大厦）上海理工大学能源与动力工程学院二〇二〇年八月五日目录一、项目简介 (1)二、计算模型及参数设置 (1)2.1 物理模型 (1)2.2 网格划分 (4)2.3 环境风条件 (5)2.2 百叶格栅阻力参数计算 (6)三、数学模型与求解方法 (8)3.1 基本控制方程 (8)3.2 湍流粘性系数法 (9)3.3 Realizable k-ε湍流模型 (10)3.4 近壁面区的处理 (12)四、计算结果 (13)4.1 气流组织 (13)4.2 压力分布 (18)4.3 温度分布 (20)4.4 水蒸气浓度分布 (23)4.5 热回流率的计算 (24)五、结论 (25)一、项目简介冷却塔运用对流传热、蒸发以及辐射传热等原理来散去工业上或者制冷空调系统中产生的余热来降低水（循环冷却剂）温度，达到降温或者制冷的效果。

冷却塔是暖通空调系统的重要组成部分，其运行性能的好坏将影响整个空调系统冷却机组的制冷效果和能耗。

本项目对厦航总部大厦裙房楼顶冷却塔组外流场进行数值模拟分析，预测冷却塔组外流场对周围环境的影响并计算冷却塔组的热回流率。

二、计算模型及参数设置2.1 物理模型本次数值模拟计算6台并排布置于17.4 m裙房屋顶上的冷却塔组外流场。

计算模型的建立在已有建模参数的前提下遵循《建筑环境数值模拟技术规程》（标准号：DB31T 922-2015）。

计算区域尺寸为1088 m ×555 m × 1924 m（x×y×z），计算区域模型如图2.1所示。

计算区域边界设定为一个大气压的恒定压力条件，考虑了有一定东南偏南方向环境风的情况，环境风速度3.4 m/s。

冷却塔为6台成一排布置，为叙述方便，从西至东分别称为1~6号塔，如图2.2所示。

1号和6号塔距离东南侧墙面距离为2736 mm；2号、3号、4号和5号塔距离东南侧墙面距离为2520 mm，如图2.3所示。