汽車擋風(fēng)玻璃除冰CFD模擬
2017-03-08 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
為滿足法規(guī)對(duì)汽車風(fēng)擋的除冰要求,縮短汽車的開發(fā)時(shí)間和降低開發(fā)成本,利用CFD方法針對(duì)汽車空調(diào)除冰的性能模擬正在變得越來(lái)越重要。風(fēng)擋的除冰模擬不僅由于幾何復(fù)雜,而且包括兩種熱傳導(dǎo)模式(熱傳導(dǎo)和對(duì)流)與空氣流動(dòng)的相互作用。
利用FLUENT的melting/solidification模型,能夠很好的解決解決風(fēng)擋、側(cè)窗的除冰問題,達(dá)到加快產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度的目的。
FLUENT進(jìn)行汽車風(fēng)擋除冰計(jì)算的關(guān)鍵點(diǎn):
1.冰層區(qū)域設(shè)置為流體域。
2.采用凝固/融化模型。
3.材料屬性需要設(shè)置相變屬性
4.后處理可以查看固相液相的分布。
計(jì)算相關(guān)步驟
1.整體模型分為3個(gè)Zone
a.冰層,流體zone,材料為液體水
b.擋風(fēng)玻璃,固體zone,材料為固體玻璃
c.汽車駕駛艙,流體zone,材料為空氣
相鄰zone之間用coupled wall連接,zone的外邊緣為絕熱wall。
駕駛艙zone設(shè)有velocity inlet 和pressure outlet,通過(guò)velocity inlet向艙內(nèi)吹熱風(fēng)使附在擋風(fēng)玻璃上的冰融化。
2.計(jì)算模型
需要將能量計(jì)算和凝固融化計(jì)算勾選上。
Define-->Models-->Energy設(shè)置為on, Solidification&Melting設(shè)置為on
3.材料設(shè)置
流體材料都需要設(shè)置相變特性參數(shù)(即相變潛熱,固相線溫度,液相線溫度)。
a.ice:設(shè)置冰的屬性,關(guān)鍵參數(shù)包括固相線溫度和液相線溫度。
b.Air:air保持默認(rèn)值。
c.玻璃:只需要設(shè)置密度、比熱和熱導(dǎo)率。
4.邊界條件
設(shè)置熱風(fēng)入口的速度和溫度。邊界條件的設(shè)置與一般仿真沒有區(qū)別。
5.流場(chǎng)初始化
初始化后用patch將冰層的Turbulence Kinetic Energy設(shè)為1e-14, Turbulence Dissipation Rate設(shè)為1e-20。
6.求解策略
a.先將計(jì)算設(shè)為穩(wěn)態(tài)計(jì)算,將Energy方程關(guān)掉,只計(jì)算流場(chǎng)的流動(dòng)。得到一個(gè)穩(wěn)態(tài)結(jié)果,作為瞬態(tài)結(jié)果的初始結(jié)。
b.再將計(jì)算設(shè)為瞬態(tài)計(jì)算,將Energy方程打開,計(jì)算冰層融化的過(guò)程。
7.后處理
查看冰和水的分布 Display-->Graphics and Animations-->contours-->Solidfication/Melting-->Liquid Fraction
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