李华

（泛亚汽车技术中心有限公司）

为了节约油耗和提升动力，发动机的排气系统布置从前排气逐渐更新到后排气系统。对于后排气系统，前端冷却风扇对三元催化器及周围零件的冷却效果较差，尤其是大负荷之后的熄火。在该工况下，高排气温度所产生的热辐射和热气流使得前舱零件的热性能变差。文献[1-6]研究了三维稳态的整车热管理分析方法，文献[7-9]用一维软件研究了瞬态工况，但未考虑到热气流对零件温度的影响。文献[10]建立了简化的发动机舱模型，进行了三维瞬态分析。

1 仿真分析

1.1 理论模型及k-ε湍流模型

流体流动过程始终遵守三大基本守恒定律：质量守恒、动量守恒和能量守恒。描述粘性流体运动的方程为Navier-Stokes方程[11]。

N-S方程是非线性的二阶偏微分方程，只有在某些特定的简单情况下才能给出精确解。目前工程计算中通常选择基于Boussinesq粘性涡假设的湍流模型。文章的湍流计算模型为湍流模型[12]。标准k-ε湍流模型是在k-ε模型基础上对低雷诺数效应、可压缩性和剪切效应进行修正后得到的，是基于湍流动能和涡流频率的经验模型。

1.2 计算模型

对于复杂的前舱流场热管理的模拟计算，目前很难考虑所有细节。文章基于某车型建立了整车网格模型，包含了发动机前舱和车身底盘等部分，其中发动机前舱尽量保持了零件的细节特征，其中关键性的零件进行局部加密，车身底盘主要包括了排气系统及其周边零件，排气系统关键部位进行加密。……