某MPV车型进气格栅开口角度的仿真分析张涵韦流权刘康占魁摘要：为研究某MPV车型进气格栅开口角度对整车风阻性能和发动机舱散热性能的影响规律，本研究采用cFD数值仿真对某MPV车型在不同车速和不同进气格栅开口角度下分别进行仿真，分析进气格栅不同开口角度对整车风阻系数、发动机舱内流阻力和散热器进风量的影响。仿真结果表明：进气格栅全关状态相对于全开状态，整车风阻系数可有效降低3.37%;随着进气开口角度的增大，不同车速下发动机舱内流阻力均呈现出先逐步增大后趋于稳定的变化规律;中高速工况下，格栅开口角度过大会导致发动机舱上方部分区域出现气流漩涡现象，中冷器下方冷却气流出现大量逃逸现象，结果导致散热器进风量降低。仿真分析结果为整车开发前期提供了一定的指导意见。关键词：发动机舱;进气格栅开口角度;CFD数值仿真;风阻性能;散热性能：U464：A：1005-2550（2019）05-0028-05张涵毕业于广西大学机械工程学院，本科学历，现任上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心整车性能集成科经理，主要从事整车性能集成开发工作。1引言汽车进气格栅是汽车前部重要的造型元素，其设计属于细节设计层次，它直接影响着整车造型设计风格，其重要性不言而喻[1]。进气格栅体现在整车上的作用不仅仅体现在外观上，其开口大小、位置及角度都会直接影响到外界进入发动机舱的冷却空气流量大小和气流方向，进而影响到发动机舱的内部流场。汽车进气格栅开度也会影响到整车风阻系数，当进气格栅开度小于60%后风阻系数才有明显的降低变化[2]。此外，在汽车冷启动阶段，将进气格栅全关闭可缩短发动机40%的暖机时间[3]，减少了发动机低温磨损的同时实现了整车油耗的降低。当前国内外已有不少学者对汽车进气格栅的大小、形状、开度及控制策略进行过深人的研究。国内方面，王东等人[4]研究进气格栅各部分的开启状态对发动机舱进气效率的影响，结果表明上部格栅对进气量的贡献较小，下部格栅影响较大，而中部格栅进气效率最高;王文玺等人[5]基于中心组合设计的标定方案建立整车散热一冷却需求和AGS多开度控制模型，经实车验证在极限工况下冷却流量优化约49%，典型工况下节油效果约0.11，;KimJM等人[6]利用CFD数值仿真研究进气格栅不同的开口形状对小型乘用车气动阻力和冷却性能的影响规律，其分析结果对进气格栅的设计提供了一定的依据;Young-ChangCho等人[7]构建整车燃油经济性的数学模型，在满足散热需求基础上以降低气动阻力为优化目标提出了AGS的连续控制方案，结果表明在高速工况下，整车燃油经济性提升1.3%-1.5%。本研究针对某MPV车型开发前期，分析进气格栅的开口角度对整车风阻性能和发动机舱散热性能的影响规律。采用CFD数值仿真的方法研究不同车速工况下进气格栅不同开口角度对整车风阻系数、发动机舱内流阻力和散热器进风量的影响，对该车型进气格栅的开发前期提供一定的指导意见。2数值仿真模型2.1仿真模型按照1：1比例将整车模型导入ANSA中进行简化处理和面网格划分，简化模型主要包括去除车身内部座椅、仪表盘、方向盘等无关部件，对发动机舱内中冷器、冷凝器、散热器和风扇等进行简化，保留整车外部结构和发动机舱内部结构。根据已有的通用方式构建风洞：令车身长度为L，车身宽度为W，车身高度为H，则风洞设定为车前3L，车后5L，车顶部5H，车两侧4W[8]。在风洞内部设置网格加密区域用以提高CFD仿真精度，最后采用ANSYSFluent对网格模型进行区域体网格划分和求解计算。风洞模型及计算域如下图1。2.2边界条件模拟风洞人口设置为速度入口，大小为车速;模拟风洞出口为压力出口，大小为标准大气压;计算域内车身表面设置为无滑移壁面，上表面及左右表面设置为滑移壁面，底部设置为移动壁面，速度与车速一致;设置中冷器、冷凝器及散热器为多孔介质模型，并采用MRF模型将风扇与风扇罩之间部分设为旋转区域[9]，风扇转速固定为2568r/min;CFD仿真为稳态仿真，为使仿真规律更适用于NEDC循环工况，选取NEDC工况匀速段（30km/h、50km/h，70km/h、100km/h和120km/h）作为仿真基本工况;设置进气格栅模型的调整角度从全闭到全开依次为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°，格栅叶片与竖直...