实车散热器能力的仿真分析方法、装置、设备及存储介质

摘要

本发明涉及汽车技术领域，公开了一种实车散热器能力的仿真分析方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取车辆信息，并根据所述车辆信息确定散热器芯体的芯体参数；根据所述芯体参数将所述散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形；分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速；根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果。在本发明中，根据芯体参数将散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形，检测各矩形的中心点坐标以计算中心点风速，进而根据中心点风速和散热器实际风量确定仿真分析结果，通过以上方案，可缩小仿真与实际测试的差距，节约开发时间和开发费用，保障车辆正常上市。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种实车散热器能力的仿真分析方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

汽车冷却系统的功能是使汽车在所有工况下都能保持在适当的温度范围内。散热器作为冷却系统的核心零部件，布置位置一般为车辆前部，垂直于空气流动的方向安装，通过与空气热交换的方式冷却循环水。散热器散热能力可以通过台架测试得出，但在搭载车辆时，因格栅造型、前保险杠遮挡等因素存在，散热器冷却芯体进风量达不到理想状态，与台架测试数据相差较大，因此需要仿真分析。

但是，现有分析方法中默认所输入的风量均匀的通过散热器芯体表面，而实际中因有上下格栅与前防撞梁等因素，汽车行驶中所吹过散热器芯体的风量是不可能均匀分布的，此方法与真实情况存在偏差。在实车验证时，发现格栅造型较为复杂的车辆仿真结果与实际结果差距较大，导致散热器散热能力被高估，造成实车整改周期长、费用高，影响车辆上市周期。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种实车散热器能力的仿真分析方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有的分析方法中仿真结果与实际结果差距较大，导致散热器散热能力被高估，造成实车整改周期长、费用高，影响车辆上市周期的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种实车散热器能力的仿真分析方法，所述实车散热器能力的仿真分析方法包括以下步骤：

获取车辆信息，并根据所述车辆信息确定散热器芯体的芯体参数；

根据所述芯体参数将所述散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形；

分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速；

根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果。

可选地，所述根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果之前，还包括：

根据所述芯体参数进行台架试验，获得风速与散热器阻尼函数曲线；

根据所述芯体参数和所述风速与散热器阻尼函数曲线得到散热器实际风量。

可选地，所述根据所述芯体参数和所述风速与散热器阻尼函数曲线得到散热器实际风量，包括：

从所述芯体参数中提取高度参数、宽度参数和厚度参数；

在预设模拟软件中模拟车辆状态，以搭载三维流场仿真模型，根据所述三维流场仿真模型、高度参数、宽度参数、厚度参数以及风速与散热器阻尼函数曲线仿真得出散热器实际风量。

可选地，所述分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速，包括：

分别检测各矩形的中心点坐标，并在数据处理软件中创建与所述中心点坐标对应的中心点坐标数据；

将所述中心点坐标数据转换成目标编程文件；

根据所述目标编程文件计算各矩形的中心点风速。

可选地，所述目标编程文件包括：目标java文件；

所述将所述中心点坐标数据转换成目标编程文件，包括：

通过Visual C++编程工具将所述中心点数据转换成目标java文件，所述目标java文件为与Star CCM+软件相适配的java文件。

可选地，所述根据所述目标编程文件计算各矩形的中心点风速，包括：

通过Star CCM+软件读取所述目标java文件，以在所述Star CCM+软件中一次生成所有矩形的中心点坐标，并计算得出各矩形的中心点风速。

可选地，所述根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果，包括：

根据所述中心点风速和散热器实际风量通过预设仿真软件进行仿真分析，以获得仿真状态的水气温；

根据所述仿真状态的水气温确定仿真分析结果。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种实车散热器能力的仿真分析装置，所述实车散热器能力的仿真分析装置包括：

芯体参数模块，用于获取车辆信息，并根据所述车辆信息确定散热器芯体的芯体参数；

芯体分割模块，用于根据所述芯体参数将所述散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形；

风速计算模块，用于分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速；

仿真分析模块，用于根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种实车散热器能力的仿真分析设备，所述实车散热器能力的仿真分析设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的实车散热器能力的仿真分析程序，所述实车散热器能力的仿真分析程序被处理器执行时实现如上所述的实车散热器能力的仿真分析方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有实车散热器能力的仿真分析程序，所述实车散热器能力的仿真分析程序被处理器执行时实现如上文所述的实车散热器能力的仿真分析方法的步骤。

本发明提出的实车散热器能力的仿真分析方法，通过获取车辆信息，并根据所述车辆信息确定散热器芯体的芯体参数；根据所述芯体参数将所述散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形；分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速；根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果。在本发明中，根据芯体参数将散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形，检测各矩形的中心点坐标以计算中心点风速，进而根据中心点风速和散热器实际风量确定仿真分析结果，通过以上方案，可缩小仿真与实际测试的差距，节约开发时间和开发费用，保障车辆正常上市。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的实车散热器能力的仿真分析设备结构示意图；

图2为本发明实车散热器能力的仿真分析方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明实车散热器能力的仿真分析方法一实施例的散热器试验台架示意图；

图4为本发明实车散热器能力的仿真分析方法第二实施例的流程示意图；

图5为本发明实车散热器能力的仿真分析方法第三实施例的流程示意图；

图6本发明实车散热器能力的仿真分析方法一实施例的风速与散热器阻尼函数曲线示意图；

图7本发明实车散热器能力的仿真分析方法一实施例的散热器芯体表面长方形中心点分布示意图；

图8本发明实车散热器能力的仿真分析方法一实施例的Visual C++程序界面示意图；

图9本发明实车散热器能力的仿真分析方法一实施例的理想状态风量配比示意图；

图10本发明实车散热器能力的仿真分析方法一实施例的实际状态风量配比示意图；

图11为本发明实车散热器能力的仿真分析装置第一实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的实车散热器能力的仿真分析设备结构示意图。

如图1所示，该实车散热器能力的仿真分析设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如按键，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对实车散热器能力的仿真分析设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及实车散热器能力的仿真分析程序。

在图1所示的实车散热器能力的仿真分析设备中，网络接口1004主要用于连接外网，与其他网络设备进行数据通信；用户接口1003主要用于连接用户设备，与所述用户设备进行数据通信；本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的实车散热器能力的仿真分析程序，并执行本发明实施例提供的实车散热器能力的仿真分析方法。

基于上述硬件结构，提出本发明实车散热器能力的仿真分析方法实施例。

参照图2，图2为本发明实车散热器能力的仿真分析方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，所述实车散热器能力的仿真分析方法包括以下步骤：

步骤S10，获取车辆信息，并根据所述车辆信息确定散热器芯体的芯体参数。

需要说明的是，本实施例的执行主体可为实车散热器能力的仿真分析设备，所述实车散热器能力的仿真分析设备可为计算机设备，还可为其他可实现相同或相似功能的设备，本实施例对此不作限制，在本实施例中，以计算机设备为例进行说明。

应当理解的是，散热器作为冷却系统的核心零部件，布置位置一般为车辆前部，垂直于空气流动的方向安装，通过与空气热交换的方式冷却循环水，散热器散热能力可以通过台架测试得出，散热器试验台架如图3所示。但是在搭载车辆时，因格栅造型、前保杠遮挡等因素存在，散热器冷却芯体进行风量达不到理想状态，与台架测试数据相差较大，因此需要仿真分析。

现有技术中是通过Star CCM+建立散热器车辆状态下三维流场仿真模型，得到散热器实际整体进风量，将实际整体进风量作为KULI软件中风量的输入，进行热平衡水气温的计算。但是，Star CCM+软件分析完成后，给KULI软件输入风量，KULI软件默认所输入的风量均匀的通过散热器芯体表面，而实际中，因有上下格栅与前防撞梁等因素，汽车行驶中所吹过散热器芯体的风量是不可能均匀分布的，此方法与真实情况存在偏差。

因此，为了使分析数据更加准确，减小数据偏差，Star CCM+软件输出实车状态散热器表面风量，还需要输出散热器表面风量配比，才能在KULI软件中真实地仿真散热器的实际情况，但Star CCM+软件不具有此项功能。为了获得散热器表面分量配比，在本实施例中获取车辆信息，并根据车辆信息确定散热器芯体的芯体参数，其中，车辆信息可包括车辆需求和布置需求，芯体参数可包括高度参数、宽度参数以及厚度参数等参数。

在具体实现中，该步骤可为：依据车辆需求及布置需求，初步设定散热器芯体的高度、宽度以及厚度等参数。

步骤S20，根据所述芯体参数将所述散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形。

需要说明的是，所述矩形可包括正方形和长方形，在本实施例中，以长方形为例进行说明。可根据芯体参数将散热器芯体的仿真模型分割成m×n个长宽相等的长方形。

步骤S30，分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速。

应当理解的是，可在三维软件中测量各个长方形的中心点坐标，输入至Star CCM+软件，可计算得出各个点的中心点风速。由于长方形面积相同，长方形中心点的风速比即为长方形获得的风量比。显然，分割的长方形数量越多，仿真结果越接近真实情况。依据散热器芯体面积大小，一般划分成近百个长方形。

步骤S40，根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果。

可以理解的是，在确定中心点风速后，可将中心点风速和散热器实际风量，在KULI软件中进行仿真分析，得出仿真状态的水气温，进而根据水气温确定仿真分析结果。如水气温满足要求，可进行下一步，实车开发出来后，进行热平衡测试，满足各种工况需求，后续按计划投放市场。通过上述仿真方法的改进，能够缩小仿真与实际测试的差距，节约开发时间和开发费用，保障车辆正常上市。其中，水气温指的是水温和气温，为本领域技术人员的技术用语。

本实施例中通过获取车辆信息，并根据所述车辆信息确定散热器芯体的芯体参数；根据所述芯体参数将所述散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形；分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速；根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果。在本实施例中，根据芯体参数将散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形，检测各矩形的中心点坐标以计算中心点风速，进而根据中心点风速和散热器实际风量确定仿真分析结果，通过以上方案，可缩小仿真与实际测试的差距，节约开发时间和开发费用，保障车辆正常上市。

在一实施例中，如图4所示，基于第一实施例提出本发明实车散热器能力的仿真分析方法第二实施例，所述步骤S40之前，还包括：

步骤S01，根据所述芯体参数进行台架试验，获得风速与散热器阻尼函数曲线。

应当理解的是，可依据车辆需求和布置需求，初步设定散热器芯体的高度、宽度、厚度等参数，通过台架试验，得出风速与散热器阻尼函数曲线。

步骤S02，根据所述芯体参数和所述风速与散热器阻尼函数曲线得到散热器实际风量。

可以理解的是，在得到芯体参数并确定散热器阻尼函数曲线后，可根据芯体参数和散热器阻尼函数曲线通过Star CCM+软件进行仿真，得到散热器实际风量。

进一步地，所述根据所述芯体参数和所述风速与散热器阻尼函数曲线得到散热器实际风量，包括：

从所述芯体参数中提取高度参数、宽度参数和厚度参数；在预设模拟软件中模拟车辆状态，以搭载三维流场仿真模型，根据所述三维流场仿真模型、高度参数、宽度参数、厚度参数以及风速与散热器阻尼函数曲线仿真得出散热器实际风量。

应当理解的是，所述预设模拟软件可为Star CCM+软件，可从芯体参数中提取高度参数、宽度参数和厚度参数，在Star CCM+软件中，模拟车辆状态搭载三维流场仿真模型。将散热器的高度参数、宽度参数、厚度参数以及散热器阻尼函数曲线中的阻尼函数作为输入条件，仿真得到散热器实际风量。

在本实施例中，根据所述芯体参数进行台架试验，获得风速与散热器阻尼函数曲线；根据所述芯体参数和所述风速与散热器阻尼函数曲线得到散热器实际风量，进而根据散热实际风量和中心点风速获得仿真状态的水气温，提高了仿真分析的数据准确性。

在一实施例中，如图5所示，基于第一实施例或第二实施例提出本发明实车散热器能力的仿真分析方法第三实施例，在本实施例中，基于第一实施例进行说明，所述步骤S30，包括：

步骤S301，分别检测各矩形的中心点坐标，并在数据处理软件中创建与所述中心点坐标对应的中心点坐标数据。

需要说明的是，如果将所有长方形中心点逐个测量，并在Star CCM+软件中创建，耗时长、效率低、易出错。通过分析发现，这些长方形中心点坐标变化存在规律：每行中心点X、Z坐标相同，Y坐标等差变化；每列中心点X、Y坐标相同，Z坐标等差变化。于是长方形中心点输入方式的改进方法是：在数据处理软件中创建与中心点坐标对应的中心点坐标数据，其中，数据处理软件可为Excel软件，在Excel软件中创建所有长方形中心点坐标对应的中心点坐标数据。

步骤S302，将所述中心点坐标数据转换成目标编程文件。

应当理解的是，为了便于将中心点坐标数据输入Star CCM+软件，可将中心点坐标数据转换成目标编程文件。

步骤S303，根据所述目标编程文件计算各矩形的中心点风速。

可以理解的是，可根据目标编程文件和Star CCM+软件计算各长方形的中心点风速。

进一步地，目标编程文件包括：目标java文件；所述将所述中心点坐标数据转换成目标编程文件，包括：

通过Visual C++编程工具将所述中心点数据转换成目标java文件，所述目标java文件为与Star CCM+软件相适配的java文件。

应当理解的是，目标编程文件可包括目标java文件，利用Visual C++编程工具，将在Excel软件中的长方形中心点坐标转化成Star CCM+软件可识别的java文件。其中，目标java文件为与Star CCM+软件相适配的java文件，即Star CCM+软件可识别的java文件。

进一步地，所述根据所述目标编程文件计算各矩形的中心点风速，包括：

通过Star CCM+软件读取所述目标java文件，以在所述Star CCM+软件中一次生成所有矩形的中心点坐标，并计算得出各矩形的中心点风速。

应当理解的是，Star CCM+软件可读取目标java文件，一次生成所有长方形中心点坐标，计算得出所有长方形中心点的中心点风速。

进一步地，所述根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果，包括：

根据所述中心点风速和散热器实际风量通过预设仿真软件进行仿真分析，以获得仿真状态的水气温；根据所述仿真状态的水气温确定仿真分析结果。

可以理解的是，所述预设仿真软件可为KULI软件，将散热器实际风量和长方形中心点的中心点风速，在KULI软件中进行仿真分析，得出仿真状态的水气温，进而根据仿真状态的水气温确定仿真分析结果。

在具体实现中，以某款车型(A车型)为例，初步设定散热器芯体的尺寸为632×494.5×26mm。通过搭载图3试验台架，可测得风速与散热器阻尼函数曲线，见图6，图6为风速与散热器阻尼函数曲线示意图。

在Star CCM+软件中，模拟车辆状态搭载三维流场仿真模型。将散热器的高度、宽度、厚度及阻尼函数作为输入条件，仿真得出爬坡工况散热器实际风量1.525kg/s。由散热器芯体尺寸，将散热器分割成9×10个长宽相等的长方形，在Excel中将长方形中心点坐标列出，如下表所示：

这些点在散热器芯体表面的分布如图7所示，图7为散热器芯体表面长方形中心点分布示意图。如图8所示，可将Excel中的中心坐标点导入Visual C++编制的程序中，图8为Visual C++程序界面示意图。

由该程序生成RAD.java文件，Star CCM+软件读取RAD.java文件后，一次生成所有长方形中心点坐标，计算得出所有长方形中心点的风速，生成实际状态风量配比。

如图9、图10所示，图9为理想状态风量配比示意图，图10为实际状态风量配比示意图。

散热器因格栅造型、前保杠遮挡等因素存在，散热器冷却芯体进风量配比不可能均匀分布，达到理想状态，以分块方式仿真得出的风量配比则较为符合实际情况。

以实际状态的风量配比输入到KULI软件进行计算，得出发动机的出水温度及ECU温度均差于理想状态，与试验结果更接近。理想与实际状态仿真结果对比表如下所示：

在本实施例中，通过以上方案，能精准地仿真散热器在实车状态散热能力，有效减少实车状态热平衡试验次数，缩短项目开发周期，节约项目开发成本。与现有相关技术比较，具有以下几点优势：1、增加了散热器冷却芯体进风量配比仿真分析，更加符合实际。2、有效地解决了仿真阶段散热器散热能力被高估的情况，使仿真结果更加接近实际情况，仿真结果更加可信。3、可对格栅造型，保杠遮挡区域提出有效建议。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有实车散热器能力的仿真分析程序，所述实车散热器能力的仿真分析程序被处理器执行时实现如上文所述的实车散热器能力的仿真分析方法的步骤。

由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

此外，参照图11，本发明实施例还提出一种实车散热器能力的仿真分析装置，所述实车散热器能力的仿真分析装置包括：

芯体参数模块10，用于获取车辆信息，并根据所述车辆信息确定散热器芯体的芯体参数。

芯体分割模块20，用于根据所述芯体参数将所述散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形。

风速计算模块30，用于分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速。

仿真分析模块40，用于根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果。

本实施例中通过获取车辆信息，并根据所述车辆信息确定散热器芯体的芯体参数；根据所述芯体参数将所述散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形；分别检测各矩形的中心点坐标，并根据所述中心点坐标计算各矩形的中心点风速；根据所述中心点风速和散热器实际风量进行仿真分析，以获得仿真分析结果。在本实施例中，根据芯体参数将散热器芯体的仿真模型分割成多个矩形，检测各矩形的中心点坐标以计算中心点风速，进而根据中心点风速和散热器实际风量确定仿真分析结果，通过以上方案，可缩小仿真与实际测试的差距，节约开发时间和开发费用，保障车辆正常上市。

在一实施例中，所述实车散热器能力的仿真分析装置还包括实际风量模块，用于根据所述芯体参数进行台架试验，获得风速与散热器阻尼函数曲线；根据所述芯体参数和所述风速与散热器阻尼函数曲线得到散热器实际风量。

在一实施例中，所述实际风量模块，还用于从所述芯体参数中提取高度参数、宽度参数和厚度参数；在预设模拟软件中模拟车辆状态，以搭载三维流场仿真模型，根据所述三维流场仿真模型、高度参数、宽度参数、厚度参数以及风速与散热器阻尼函数曲线仿真得出散热器实际风量。

在一实施例中，所述风速计算模块30，还用于分别检测各矩形的中心点坐标，并在数据处理软件中创建与所述中心点坐标对应的中心点坐标数据；将所述中心点坐标数据转换成目标编程文件；根据所述目标编程文件计算各矩形的中心点风速。

在一实施例中，目标编程文件包括：目标java文件；所述风速计算模块30，还用于通过Visual C++编程工具将所述中心点数据转换成目标java文件，所述目标java文件为与Star CCM+软件相适配的java文件。

在一实施例中，所述风速计算模块30，还用于通过Star CCM+软件读取所述目标java文件，以在所述Star CCM+软件中一次生成所有矩形的中心点坐标，并计算得出各矩形的中心点风速。

在一实施例中，所述仿真分析模块40，还用于根据所述中心点风速和散热器实际风量通过预设仿真软件进行仿真分析，以获得仿真状态的水气温；根据所述仿真状态的水气温确定仿真分析结果。

在本发明所述实车散热器能力的仿真分析装置的其他实施例或具体实现方法可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该估算机软件产品存储在如上所述的一个估算机可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台智能设备(可以是手机，估算机，实车散热器能力的仿真分析设备，空调器，或者网络实车散热器能力的仿真分析设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。