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混合动力机车冷却间CFD分析及结构优化

2021-10-31崔洪江王路扬

大连交通大学学报 2021年5期

崔洪江,王路扬

(大连交通大学 机车车辆工程学院,辽宁 大连)*

近几十年来,国际铁路运输发展日新月异,我国铁路事业也因此得以蓬勃发展,我国在内燃机车方面已拥有雄厚的科技研发力量,形成了具有国际竞争力的产业化基地,标志着我国内燃机车技术已经达到世界先进水平[1].由于自然能源紧缺的问题日益严重,对传统内燃机车提出了节能减排的要求,混合动力机车成为轨道车辆发展的新方向[2].

机车主要的冷却散热装置被布置在冷却间内,冷却间的散热状况直接影响着机车整体工作性能,是机车关键总成之一.通过对机车冷却间风扇总成的结构优化,分析冷却间内部空气流动以及温度分布,有利于提高整车的安全性,可靠性[3].

1 模型分析

1.1 物理模型

机车冷却间内部结构较为复杂,主要包括支撑梁、端墙、散热器、冷却风扇、冷却通风机、空气滤清器及冷却间内其他设备等.冷却间三维模型如图1所示.

图1 混合动力机车冷却间三维模型

1.2 计算模型

建立混合动力机车冷却间CFD计算模型如图2所示.对模型进行非结构化网格划分,通过多级化网格以及局部细化等方法使冷却间计算模型网格疏密合理,光滑贴合[4].最终计算网格单元数约为234万,网格节点数约为239万.

图2 混合动力机车机车冷却间CFD计算模型

2 参数及监测点设置

2.1 监测点设置

在冷却风扇上方散热器水平中间位置共设置25个计算结果监测点,如图2中散热器上方所示.根……

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