汽車除霜仿真分析應(yīng)用

到了寒冷的冬天，有車一族存在一個(gè)普遍的苦惱。寒冷的冬天擋風(fēng)玻璃很容易結(jié)冰，尤其是放在室外的汽車經(jīng)過了一個(gè)夜晚之后，在第二天早上接了一層厚厚的冰霜。車一時(shí)半會(huì)也開不走，必須先要將這些霜雪除掉才行。特別是對于那些早上趕時(shí)間上班的車主來說，面對這個(gè)現(xiàn)象頗為無奈。

這種情況一般該如何處理呢？

車暖氣除霜是最理想的除霜方法。在出發(fā)之前將汽車啟動(dòng)，在對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱的同時(shí)，打開汽車暖氣，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫上來的時(shí)候，汽車空調(diào)把暖氣對著擋風(fēng)玻璃吹。這樣就能把擋風(fēng)玻璃上的冰霜給升溫融化。但是這種方法有時(shí)間的限制，如果我們每天提前十幾分鐘進(jìn)行操作的話，就會(huì)達(dá)到理想的效果。但是趕時(shí)間的話這種方法就不適應(yīng)了。有沒有什么辦法能夠加快這個(gè)過程呢？

擋風(fēng)玻璃除霜設(shè)計(jì)——對于汽車來說是重要安全性能指標(biāo)，傳統(tǒng)方法通常采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，對風(fēng)道內(nèi)的空氣流動(dòng)情況不明，改善流動(dòng)憑經(jīng)驗(yàn)。如果采用CAE仿真的方法，就可以了解風(fēng)道空氣流動(dòng)狀況，為除霜設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)方向，加快除霜過程節(jié)省大量時(shí)間。以下為元王為某車企做的汽車除霜分析案例。

除霜模型和邊界條件如下：

1）速度入口，5m/s，溫度313K；

2）分離流出口；

3）對稱邊界；

4）玻璃外表面：對流系數(shù)10W/(m2·K)，外部環(huán)境溫度263K；

將汽車除霜網(wǎng)格劃分為空氣域（乘員艙）和固體域（玻璃），在STAR CCM+的物理模型中有除冰模型，因此不需要對霜層劃定固體域，可以直接進(jìn)行除霜求解。

計(jì)算結(jié)果

對除霜模型進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)求解，求解718s后，霜層厚度云圖如下：

霜層溫度云圖如下：

乘員艙速度矢量圖如下：

乘員艙空氣流線圖

從圖中可以看出，進(jìn)口熱流在流經(jīng)玻璃內(nèi)壁面時(shí)，在壁面初始段發(fā)展成湍流，底部的換熱最劇烈，溫度最高，融霜效果最好。

通過以上案例可以看出，通過CAE仿真分析可以清晰的觀測到風(fēng)道內(nèi)的空氣流動(dòng)狀況，為除霜設(shè)計(jì)優(yōu)化提供指導(dǎo)方向，幫助實(shí)現(xiàn)更好更快的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。選擇元王CAE仿真應(yīng)用解決方案專家，為您的企業(yè)帶來無限可能~