陆紫薇

(东南大学 机械工程学院，江苏 南京 211189)

0 引言

摊铺机动力舱作为其动力系统的工作环境，常出现温度过高的情况。若动力舱的散热性差则动力系统会因温度过高而停止运行，影响施工进度。但以经验公式和数据修正为主的传统研究设计方法已不能适应对舱内热量不均匀性的研究[1]，因此分析流场仿真研究设计方法对于研究散热性有着重要的实际意义。目前国内对于动力舱的分析多着重在散热器和风扇上，对于进出风口的影响分析较少[2]，而动力舱的出风口拓扑结构是影响流场的一个重要因素。本文使用有限元流场分析软件ANSYS Fluent，以两款不同出风口形态的动力舱为例，分析研究了两款动力舱的流场情况。

1 流场控制方程和湍流模型选择

根据流体力学理论，气体作为流体的一种，其运动必须遵循动力学的普遍原则——质量守恒、动量守恒、能量守恒，在牛顿流体范围内，这3个守恒定律对应的是Navier-Stokes方程(在CFD中常把连续方程、动量方程和能量方程通称为Navier-Stokes方程)[3]，这3个方程是数值模拟中重要的公式，其中能量方程可根据仿真需要选用或不选用。

积分型连续方程为:

(1)

式中：ρ为流体密度，v为流体质点运动速度，S为控制体表面积，Ω为控制体体积。

积分型动量方程为:

(2)

式中:F为外力，τ为粘性应力张量。

积分型能量方程为:

(3)

式中:k为热传导系数，E为总能。

湍流的数值模拟方法主要分为直接数值模拟(DNS)和非直接数值模拟，而非直接数值模拟又包含大涡模拟方法(LES)、统计平均法和雷诺平均法(RANS)[4]。……