[发明专利]一种基于RNG k-ε模型的车载空调风机噪声数值模拟方法

说明书

本发明涉及汽车风机领域，具体涉及一种基于RNG k‑ε模型的车载空调风机噪声数值模拟方法。其包括如下步骤：步骤S1，建立风机的三维几何模型,并导出标准格式文件；步骤S2，将标准格式文件导入SC‑Tetra中进行模型处理；步骤S3，进行非结构化四面体网格的划分；步骤S4，设置材料参数，工况及边界条件；步骤S5，使用不连续网格及声音类比功能进行分析；步骤S6，对模型进行观测；步骤S7，对模型进行噪声分析；步骤S8，根据风机模型的工作情况，针对模型进行修改。本发明利用数值模拟技术对多种设计方案进行筛选和优化，在一定程度上减少了实物试验，从而不但降低了产品开发成本，还保证了产品的质量。

技术领域

本发明涉及汽车风机领域，具体涉及一种基于RNG k-ε模型的车载空调风机噪声数值模拟方法。

背景技术

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机在使用过程中产生的气动噪声对周围环境影响较大，尽可能的降低噪声已成为风机生产的必要前提。

风机的传统设计方法对结构参数的选择有很大不确定性。采用传统设计方法进行设计时往往导致多种设计方案，要想在多方案之中筛选出好的方案须做大量的模型试验工作。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种基于RNG k-ε模型的车载空调风机噪声数值模拟方法，本发明利用数值模拟技术对多种设计方案进行筛选和优化，在一定程度上减少了实物试验，从而不但降低了产品开发成本，还保证了产品的质量，其采用的技术方案如下：

一种基于RNG k-ε模型的车载空调风机噪声数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，在UG中建立风机的三维几何模型,并导出标准格式文件；

步骤S2，将标准格式文件导入SC-Tetra(CFD软件)中进行模型处理；

步骤S3，在SC-Tetra(CFD软件)中对处理后的模型进行非结构化四面体网格的划分；

步骤S4，设置材料参数，工况及边界条件；

步骤S5，使用不连续网格及声音类比功能进行分析；

步骤S6，对模型使用Proudman`s equation稳态分析方法进行观测；

步骤S7，对模型使用FW-H method非稳态分析法进行噪声分析；

步骤S8，根据风机模型的工作情况，针对模型进行修改。

在上述技术方案基础上，所述风机主要由集流器、轮毂、导叶、轴心和电机组成，所述轴心固定于集流器和轮毂中，电机散热采用独立通道，不影响风机流场，风机气流方向由集流器流入，通过导叶流出。

在上述技术方案基础上，所述步骤S1具体为将集流器与轮毂模型分别导出.STL格式文件，在集流器与轮毂的缝隙中创建圆柱体将缝隙进行包裹，将包裹体导出.STL文件；步骤S2具体为导入包裹体、轮毂和集流器的.STL文件在CFD 软件SC-Tetra中进行模型处理,处理完成的模型分别保存后，在SC-Tetra中进行再次合并,在合并时需再次检查是否存在干涉的问题。

在上述技术方案基础上，模型处理方式为先对模型划分八叉树网格后进行Wrapping包面操作。

在上述技术方案基础上，步骤S3为先确定风机模型的计算域，计算域的外边界应该在风机机壳内部流道以及机壳围的无穷远处，但是在用SC-Tetra进行计算分析时一般采用有限计算域代替无限计算域的方法，并且近似的认为计算域以外的因素对计算域内流场无干扰；然后在SC-Tetra中创建计算域并进行网格划分，生成网格的过程为先生成面网格，再生成八叉树网格，最后生成四面体非结构化网格，网格数量为7396435个单元。