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0 概述

计算流体力学(CFD)是1项用数值计算方法直接求解流动主控方程以发现各种流动现象规律的技术。CFD计算分析能够在试验很难涉及的深度和精度上，对发动机冷却系统的流场和温度场进行模拟，为产品开发和故障分析等工作提供流速、压力、流量分布以及换热系数等必需的参考数据或边界条件，用于指导冷却系统的改进。计算流体力学已经成为精确分析发动机冷却系统、进排气系统以及燃烧换热过程等的有效手段，可以有效缩短产品开发周期，减少试验次数，降低时间和成本。本文根据CFD分析及试验数据，对某小排量欧6排放柴油机冷却水套进行了仿真和分析，同时进行了结构优化设计[1]。

1 CFD分析方法论

水套CFD的分析方法，包括换热性能分析、流通性能分析、温度均匀性分析、水孔流量分配分析等。其中换热性能分析考虑的最重要的2个参数为对流换热系数和冷却液流速。流通性能分析考虑的最重要的2个参数为压力降和速度场。温度均匀性分析主要是针对纵式结构的水套设计，冷却液多采用纵向流动方式，冷却液从缸体前端进入，向后依次流经各缸直至最后一缸，之后再从各缸向上流入气缸盖，然后从气缸盖后端流出。这种水套设计易于出现各缸温度场分布不均引起较大的热应力。该文中水套结构为分体冷却，其缸体水套和缸盖水套之间是不相通的，即从水泵出来的冷却液在水泵出口就分成2路，分别流入缸体和缸盖水套，然后再从各自的出口分别流出，整个流动过程中，这两股冷却液并不掺混。……