发动机管带式散热器设计优化软件平台开发

摘要

散热器是发动机冷却系统中的重要部件，在现代车辆舱室设计中除了要求它结构尺寸紧凑、合理外，还要求它换热效率高，流动阻力小。因此，散热器在车辆应用中的设计、优化显得尤为重要。
　　为了满足管带式散热器工程设计优化的需求，本文以风洞试验为基础，拟合了空气侧换热系数、空气侧压降、流体侧压降关联式，与试验数据对比验证了自拟关联式的精度很高，可以作为散热器理论计算的依据。之后，以具有通用结构的自拟关联式为核心建立了散热器设计优化软件平台。设计软件平台采用计算机设计计算的方法，能够快速得到给定结构参数和外部工况下的散热器传热和阻力特性，同时可以方便的对物性参数和拟合关联式进行修正。优化软件平台采用改进的遗传算法对散热器进行优化设计，提供了两种优化模式，可在满足传热特性的前提下对阻力性能进行优化，或者在满足阻力特性的要求下优化换热能力。优化后给出管带式散热器结构参数的改进方案，达到减少耗材、节省成本、优化性能的目标。在求解过程中，本平台可以实时监控遗传算法的迭代过程，防止遗传算法过早收敛，增强全局求解能力。
　　由本文开发的管带式散热器设计优化软件平台对散热器模型的优化分析可知，散热器性能提升明显，也与设计优化软件平台中的理论校核结果一致，从而证明了本文开发的散热器设计优化软件平台可用于新式管带式散热器的设计开发和已有管带式散热器的换热性能核验，为管带式散热器的设计优化提供了一个良好平台。

目录

声明

1 绪 论

1.1课题研究背景、目的与意义

1.2研究现状

1.3本文主要工作

2 散热器结构及性能试验

2.1散热器基本结构

2.2试验台架介绍

2.3散热器试验对象

2.4散热器试验方案

2.5散热器试验结果

2.6散热器计算模型

2.7本章小结

3 散热器试验数据拟合

3.1 关联式建立

3.2 关联式求解

3.3关联式残差分析

3.4 空气侧关联式

3.5 流体侧关联式

3.6 本章小结

4 散热器设计优化软件平台的开发

4.1遗传算法

4.2散热器设计软件平台

4.3散热器优化软件平台

4.4软件平台用户接口

4.5本章小结

5 散热器设计优化系统的应用

5.1设计系统计算标定

5.2 优化系统优化分析

5.3优化结果校核分析

5.4主要结构参数对散热器功能特性影响分析

5.5本章小结

6 全文总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果及参加的科研项目