CN113673057B - 一种基于cae仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发动机设计技术领域，具体公开了一种基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，其包括基于柴油机冷却水套的三维模型，对其进行流体动力学计算并对计算结果分析，以判断气缸体冷却水套、气缸盖冷却水套和气缸垫冷却水套的设计方案是否可行；若上述任一个设计方案不可行，则对的柴油机冷却水套的三维模型进行调整后重复执行对柴油机冷却水套进行流体动力学计算，并直至任一个设计方案均可行。可对柴油机冷却水套进行结构设计分析、评价并及时优化，同时考虑到冷却水套结构的气缸体、气缸盖和气缸垫的设计风险，避免设计缺陷，预估开发风险，提高分析验证的效率与准确性，能够缩短开发周期，降低开发成本，避免台架尾气排放。
Description
技术领域
本发明涉及发动机设计技术领域，尤其涉及一种基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法。
背景技术
柴油机冷却水套由气缸体水套、气缸盖水套和气缸垫冷却水套组成，主要作用是将燃料燃烧时产生的热量，通过气缸体与气缸盖壁面，转移到冷却液，以防柴油机相关零部件高温损坏。
冷却水套是柴油机进行热交换的直接媒介，对各零部件的热负荷分布影响很大。柴油机不合理的热负荷分布会导致缸盖、活塞、缸体等重要部件发生非正常的热变形，从而缩短其工作寿命，甚至引发工作事故。所以，柴油机冷却水套的设计要同时保证其具备较高的冷却性能和流通性能，这对柴油机冷却水套的设计提出了很高的要求。
在柴油机冷却水套的设计过程中，目前一般采用传统经验公式判断和与国外机型类比的方法，而设计的分析、验证和优化工作必须要等实物样机完成后才能在柴油机试验台架上开展，此时如果发现设计存在不合理的情况，很多修改都不易实现，增大了优化设计的难度。因此在试制实物样机之前，对柴油机冷却水套进行合理的设计分析并及时优化非常重要。
现有技术对于柴油机冷却水套设计的分析、验证和优化工作，通常要等实物样机完成后，才能在柴油机试验台架上开展。现有技术主要存在以下缺点：
1)如果在柴油机试验台架上发现冷却水套设计存在不合理的情况，很多修改都不易实现，增大了优化设计的难度。
2)在柴油机试验台架上开展分析验证，耗时长，占用人员和台架资源多，成本过高，而且台架试验会排放大量柴油机尾气，不环保。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，能够有效避免设计缺陷，充分预估开发风险，提高分析验证的效率与准确性，并且能够缩短开发周期，降低开发成本，避免台架尾气排放，掌握冷却水套设计的核心技术。
本发明提供一种基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，柴油机冷却水套包括气缸体冷却水套、气缸盖冷却水套、以及位于气缸体冷却水套和气缸盖冷却水套之间的气缸垫冷却水套，该基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法包括：
S10：提供柴油机冷却水套的三维模型；
S20：基于柴油机冷却水套的三维模型，对柴油机冷却水套进行流体动力学计算；
S30：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸体冷却水套的设计方案是否可行；
S40：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸盖冷却水套的设计方案是否可行；
S50：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸垫冷却水套的水孔的设计方案是否可行；
若S20-S50中的任一个设计方案不可行，则调整柴油机冷却水套的三维模型，然后重复执行S20，并直至S20-S50中的任一个设计方案均可行。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，S20包括：
S201：基于柴油机冷却水套的三维模型，进行流体动力学计算前处理，采用CAE网格划分工具对整个柴油机冷却水套区域进行网格划分，划分出气缸体冷却水套、气缸盖冷却水套、以及气缸垫冷却水套的区域；
S202：进行流体动力学计算求解器的设置，包括柴油机冷却水套入口的冷却液质量流量、柴油机冷却水套出口的静压力、柴油机冷却水套各部位表面温度、冷却液的物理性质及初始温度；
S203：进行流体动力学仿真计算，当计算收敛后，停止计算；
S204：提取流体动力学计算结果，流体动力学计算结果包括柴油机冷却水套各处的冷却液流速及对流换热系数。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，S30中判断气缸体冷却水套的设计方案是否可行包括：
判断气缸体水套上部区域的冷却液流速和第一预设流速的大小；
判断气缸体水套上部区域的对流换热系数和第一预设系数的大小；
若气缸体水套上部区域的冷却液流速大于所述第一预设流速且气缸体水套上部区域的对流换热系数大于所述第一预设系数，则判定气缸体冷却水套的设计方案可行；若气缸体水套上部区域的冷却液流速不大于所述第一预设流速和/或气缸体水套上部区域的对流换热系数不大于所述第一预设系数，则定气缸体冷却水套的设计方案不可行。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，所述第一预设流速为0.5m/s；所述第一预设系数为5700W/m2*K。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，S40中判断气缸盖冷却水套的设计方案是否可行包括：
判断气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的冷却液流速与第二预设流速的大小；
判断气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的对流换热系数与第二预设系数的大小；
若气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的冷却液流速均大于所述第二预设流速，且气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的对流换热系数均大于所述第二预设系数，则判定气缸盖冷却水套的设计方案可行；
若气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间任一区域的冷却液流速不大于所述第二预设流速，和/或气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间任一区域的对流换热系数不大于所述第二预设系数，则判定气缸盖冷却水套的设计方案不可行。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，所述第二预设流速为2m/s；所述第二预设系数为14000W/m2*K。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，气缸垫冷却水套具有多个水孔，S50中判断气缸垫冷却水套的水孔的设计方案是否可行包括：
判断任意的两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值是否小于预设流量；
若任意的两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值均小于预设流量，则判定气缸垫冷却水套的水孔的设计方案可行，若多个水孔中的其中两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值不小于预设流量，则判定气缸垫冷却水套的水孔的设计方案不可行。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，进行柴油机冷却水套设计分析的CAE软件为FIRE。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，进行柴油机冷却水套设计分析的CAE软件为Fluent、CFX、STAR-CD和STAR-CCM+中的任一个。
作为基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的优选技术方案，采用FIRE软件进行流体动力学仿真计算，流体动力学仿真计算中的数学模型包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程及湍动能模型方程；压力和速度耦合采用SIMPLE算法，动量方程采用MINMOD Relaxed差分格式，连续方程与湍流方程采用中心差分格式。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，该基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法包括提供柴油机冷却水套的三维模型；基于柴油机冷却水套的三维模型，对柴油机冷却水套进行流体动力学计算；对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸体冷却水套的设计方案是否可行；对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸盖冷却水套的设计方案是否可行；对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸垫冷却水套的水孔的设计方案是否可行，若上述任一个设计方案不可行，则对的柴油机冷却水套的三维模型进行调整后重复执行对柴油机冷却水套进行流体动力学计算，直至任一个设计方案均可行。该基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，在虚拟样机上对柴油机冷却水套进行结构设计分析、评价并及时优化，同时考虑到冷却水套结构的气缸体、气缸盖和气缸垫部位的设计风险，可有效避免设计缺陷，充分预估开发风险，提高分析验证的效率与准确性，并且能够缩短开发周期，降低开发成本，避免台架尾气排放，掌握冷却水套设计的核心技术，实现正向开发具有较高的可靠性、移植性和可操作性。
附图说明
图1为本发明实施例中柴油机冷却水套的三位模型；
图2为本发明实施例中基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法的流程图；
图3为本发明实施例中气缸体水套的冷却液流速分布图；
图4为本发明实施例中气缸体水套的冷却液对流换热系数分布图；
图5为本发明实施例中气缸盖水套的冷却液流速分布图；
图6为本发明实施例中气缸盖水套的冷却液对流换热系数分布图；
图7为本发明实施例中气缸垫冷却水套的水孔的冷却液流量分布图。
图中：
1、气缸体冷却水套；2、气缸盖冷却水套；3、气缸垫冷却水套。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，柴油机冷却水套包括气缸体冷却水套1、气缸盖冷却水套2、以及位于气缸体冷却水套1和气缸盖冷却水套2之间的气缸垫冷却水套3。柴油机冷却水套是柴油机进行热交换的直接媒介，对柴油机其他各零部件的热负荷分布影响很大。柴油机不合理的热负荷分布会导致缸盖、活塞、缸体等重要部件发生非正常的热变形，从而缩短其工作寿命，甚至引发工作事故。所以，柴油机冷却水套的设计要同时保证其具备较高的冷却性能和流通性能。需要注意的是，本实施例中的柴油机冷却水套可应用于四缸柴油机，在其他的实施例中，亦可为应用于单缸或其他多缸柴油机的柴油机冷却水套。
现有技术中，对于柴油机冷却水套设计的分析、验证和优化工作，必须要等实物样机完成后，才能在柴油机试验台架上开展。这导致如果在柴油机试验台架上发现冷却水套设计存在不合理的情况，很多修改都不易实现，增大了优化设计的难度，并且在柴油机试验台架上开展分析验证，耗时长，占用人员和台架资源多，成本过高，而且台架试验会排放大量柴油机尾气，不环保。
对此，如图2所示，本实施例提供一种基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法以解决上述问题。具体地，该基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法包括以下步骤。
S10：提供柴油机冷却水套的三维模型。
柴油机冷却水套的三维模型可根据需要开发的柴油机的具体型号进行确定。
S20：基于柴油机冷却水套的三维模型，对柴油机冷却水套进行流体动力学计算。
本实施例中，基于柴油机冷却水套的三维模型，对柴油机冷却水套进行流体动力学计算包括以下步骤S201-S204。
S201：基于柴油机冷却水套的三维模型，进行流体动力学计算前处理，采用CAE网格划分工具对整个柴油机冷却水套区域进行网格划分，划分出气缸体冷却水套1、气缸盖冷却水套2、以及气缸垫冷却水套3的区域。
其中，进行流体动力学计算前处理为现有技术，比如流场设定、流体流动参数设定等，在此不再赘述。
S202：进行流体动力学计算求解器的设置，包括柴油机冷却水套入口的冷却液质量流量、柴油机冷却水套出口的静压力、柴油机冷却水套各部位表面温度、冷却液的物理性质及初始温度。
具体地，柴油机冷却水套入口的冷却液质量流量为9194kg/h；柴油机冷却水套出口的静压力为150kPa；柴油机冷却水套壁面温度设定分为五个区域，气缸盖水套壁面温度为130℃，将气缸体水套内表面分为上部、中部和下部，上部、中部和下部的壁温分别为120℃、110℃和100℃，气缸体水套的其余区域的壁温设定为90℃；冷却液选用纯净水与乙二醇各50％的混合物，冷却液的初始温度设定为70℃。其中，气缸体水套内表面的上部区域为靠近活塞上止点的区域，气缸体水套内表面的下部区域为靠近活塞下止点的区域。
S203：进行流体动力学仿真计算，当计算收敛后，停止计算。
具体地，本实施例中采用FIRE软件进行流体动力学仿真计算，流体动力学仿真计算中的数学模型包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程及湍动能模型方程；压力和速度耦合采用SIMPLE算法，动量方程采用MINMOD Relaxed差分格式，连续方程与湍流方程采用中心差分格式。其中，SIMPLE算法和MINMOD Relaxed差分格式为现有技术，在此不再赘述。需要注意的是，进行柴油机冷却水套设计分析的CAE软件还可以为Fluent、CFX、STAR-CD和STAR-CCM+中的任一个。
S204：提取流体动力学计算结果，流体动力学计算结果包括柴油机冷却水套各处的冷却液流速及对流换热系数。
FIRE软件完成流体动力学计算后，生成结果文件，对该结果文件进行后处理图像化，从而得到气缸体水套、气缸盖水套、气缸垫水孔的计算结果云图。具体地，如图3-图7所示，图3为气缸体水套的冷却液流速分布图；从图3可以看出气缸体水套对应四个气缸的冷却液流速分别为1.21m/s；1.29m/s；1.24m/s；1.20m/s。图4为气缸体水套的冷却液对流换热系数分布图；从图4可以看出气缸体水套对应四个气缸的冷却液对流换热系数分别为7546W/m2*K；8712W/m2*K；7791W/m2*K；7315W/m2*K。图5为气缸盖水套的冷却液流速分布图；从图5可以看出气缸盖水套对应四个气缸的相邻气门之间的冷却液流速分别为4.32m/s；4.57m/s；4.43m/s；4.22m/s；气缸盖水套对应四个气缸的气门和喷油器之间的冷却液流速分别为2.69m/s；2.83m/s；2.72m/s；2.61m/s。图6为气缸盖水套的冷却液对流换热系数分布图；从图6可以看出气缸盖水套对应四个气缸的相邻气门之间的冷却液对流换热系数分别为17853W/m2*K；18942W/m2*K；18025W/m2*K；17573W/m2*K；气缸盖水套对应四个气缸的气门和喷油器之间的冷却液对流换热系数分别为15238W/m2*K；16024W/m2*K；15689W/m2*K；14982W/m2*K。图7为气缸垫冷却水套3的水孔的冷却液流量分布图。从图7可以看出气缸垫冷却水套3的四个水孔的冷却液流量分别为1938kg/h；2223kg/h；2301kg/h；2197kg/h。
S30：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸体冷却水套1的设计方案是否可行。
判断气缸体冷却水套1的设计方案是否可行包括以下步骤：
判断气缸体水套上部区域的冷却液流速和第一预设流速的大小；判断气缸体水套上部区域的对流换热系数和第一预设系数的大小。
若气缸体水套上部区域的冷却液流速大于第一预设流速且气缸体水套上部区域的对流换热系数大于第一预设系数，则判定气缸体冷却水套1的设计方案可行；若气缸体水套上部区域的冷却液流速不大于第一预设流速和/或气缸体水套上部区域的对流换热系数不大于第一预设系数，则定气缸体冷却水套1的设计方案不可行。
本实施例中，第一预设流速优选为0.5m/s；第一预设系数优选为5700W/m2*K。在其他的实施例中也可根据需要设定第一预设流速和第一预设系数的具体数值。
需要注意的是，在判断气缸体冷却水套1的设计方案是否可行时，除了判断气缸体水套上部区域的冷却液流速和第一预设流速的大小；判断气缸体水套上部区域的对流换热系数和第一预设系数的大小，还可对气缸体水套上部区域的冷却液流速在沿竖直方向上的变化趋势进行判断，如果气缸体水套上部区域的冷却液流速大于第一预设流速，且气缸体水套上部区域的对流换热系数大于第一预设系数，且气缸体水套上部区域的冷却液流速在沿竖直方向上逐渐变小，则判定气缸体冷却水套1的设计方案可行。
S40：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸盖冷却水套2的设计方案是否可行。
判断气缸盖冷却水套2的设计方案是否可行包括以下步骤：
判断气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的冷却液流速与第二预设流速的大小；判断气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的对流换热系数与第二预设系数的大小。
若气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的冷却液流速均大于第二预设流速，且气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的对流换热系数均大于第二预设系数，则判定气缸盖冷却水套2的设计方案可行；
若气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间任一区域的冷却液流速不大于第二预设流速，和/或气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间任一区域的对流换热系数不大于第二预设系数，则判定气缸盖冷却水套2的设计方案不可行。
本实施例中，第二预设流速为2m/s；第二预设系数为14000W/m2*K。在其他的实施例中也可根据需要设定第二预设流速和第二预设系数的具体数值。
S50：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸垫冷却水套3的水孔的设计方案是否可行。
气缸垫冷却水套3具有多个水孔，S50中判断气缸垫冷却水套3的水孔的设计方案是否可行包括：判断任意的两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值是否小于预设流量；若任意的两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值均小于预设流量，则判定气缸垫冷却水套3的水孔的设计方案可行，若多个水孔中的其中两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值不小于预设流量，则判定气缸垫冷却水套3的水孔的设计方案不可行。其中，预设流量的竖直可根据需要进行设置。当任意的两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值均小于预设流量时，可认为多个水孔的冷却液流量相对均衡。
在S30-S50中的任一个设计方案出现不可行的情况下，则调整柴油机冷却水套的三维模型，并重新进行步骤S20，直至S30-S50中的任一个设计方案均可行，如此最终的柴油机冷却水套的三维模型能够符合设计要求。其中，调整柴油机冷却水套的三位模型时，可根据设计者的经验调整。
本实施例提供的基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，基于柴油机冷却水套的三维模型，对柴油机冷却水套进行流体动力学计算；对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸体冷却水套1的设计方案是否可行；对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸盖冷却水套2的设计方案是否可行；对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸垫冷却水套3的水孔的设计方案是否可行，若上述任一个设计方案不可行，则对的柴油机冷却水套的三维模型进行调整后重复执行对柴油机冷却水套进行流体动力学计算，直至任一个设计方案均可行。该基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法在虚拟样机上对柴油机冷却水套进行结构设计分析、评价并及时优化，同时考虑到冷却水套结构的气缸体、气缸盖、气缸垫部位的设计风险，可有效避免设计缺陷，充分预估开发风险，提高分析验证的效率与准确性，并且能够缩短开发周期，降低开发成本，避免台架尾气排放，掌握冷却水套设计的核心技术，实现正向开发具有较高的可靠性、移植性和可操作性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，柴油机冷却水套包括气缸体冷却水套（1）、气缸盖冷却水套（2）、以及位于气缸体冷却水套（1）和气缸盖冷却水套（2）之间的气缸垫冷却水套（3），其特征在于，基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法包括：
S10：提供柴油机冷却水套的三维模型；
S20：基于柴油机冷却水套的三维模型，对柴油机冷却水套进行流体动力学计算；
S30：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸体冷却水套（1）的设计方案是否可行；
S40：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸盖冷却水套（2）的设计方案是否可行；
S50：对得到的流体动力学计算结果进行分析，判断气缸垫冷却水套（3）的水孔的设计方案是否可行；
若S20-S50中的任一个设计方案不可行，则调整柴油机冷却水套的三维模型，然后重复执行S20，并直至S20-S50中的任一个设计方案均可行；
S30中判断气缸体冷却水套（1）的设计方案是否可行包括：
判断气缸体水套上部区域的冷却液流速和第一预设流速的大小；
判断气缸体水套上部区域的对流换热系数和第一预设系数的大小；
若气缸体水套上部区域的冷却液流速大于所述第一预设流速且气缸体水套上部区域的对流换热系数大于所述第一预设系数且气缸体水套上部区域的冷却液流速在沿竖直方向上逐渐变小，则判定气缸体冷却水套（1）的设计方案可行；若气缸体水套上部区域的冷却液流速不大于所述第一预设流速和/或气缸体水套上部区域的对流换热系数不大于所述第一预设系数和/或气缸体水套上部区域的冷却液流速在沿竖直方向上不是逐渐变小，则判定气缸体冷却水套（1）的设计方案不可行；
S40中判断气缸盖冷却水套（2）的设计方案是否可行包括：
判断气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的冷却液流速与第二预设流速的大小；
判断气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的对流换热系数与第二预设系数的大小；
若气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的冷却液流速均大于所述第二预设流速，且气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间区域的对流换热系数均大于所述第二预设系数，则判定气缸盖冷却水套（2）的设计方案可行；
若气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间任一区域的冷却液流速不大于所述第二预设流速，和/或气缸盖水套的相邻气门之间，以及气门与喷油器之间任一区域的对流换热系数不大于所述第二预设系数，则判定气缸盖冷却水套（2）的设计方案不可行；
气缸垫冷却水套（3）具有多个水孔，S50中判断气缸垫冷却水套（3）的水孔的设计方案是否可行包括：
判断任意的两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值是否小于预设流量；
若任意的两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值均小于预设流量，则判定气缸垫冷却水套（3）的水孔的设计方案可行，若多个水孔中的其中两个水孔单位时间内的冷却液流量的差值不小于预设流量，则判定气缸垫冷却水套（3）的水孔的设计方案不可行。
2.根据权利要求1所述的基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，其特征在于，S20包括：
S201：基于柴油机冷却水套的三维模型，进行流体动力学计算前处理，采用CAE网格划分工具对整个柴油机冷却水套区域进行网格划分，划分出气缸体冷却水套（1）、气缸盖冷却水套（2）、以及气缸垫冷却水套（3）的水孔的区域；
S202：进行流体动力学计算求解器的设置，包括柴油机冷却水套入口的冷却液质量流量、柴油机冷却水套出口的静压力、柴油机冷却水套各部位表面温度、冷却液的物理性质及初始温度；
S203：进行流体动力学仿真计算，当计算收敛后，停止计算；
S204：提取流体动力学计算结果，流体动力学计算结果包括柴油机冷却水套各处的冷却液流速及对流换热系数。
3.根据权利要求1所述的基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，其特征在于，所述第一预设流速为0.5m/s；所述第一预设系数为5700W/m2*K。
4.根据权利要求1所述的基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，其特征在于，所述第二预设流速为2m/s；所述第二预设系数为14000W/m2*K。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，其特征在于，进行柴油机冷却水套设计分析的CAE软件为FIRE。
6.根据权利要求1-4任一项所述的基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，其特征在于，进行柴油机冷却水套设计分析的CAE软件为Fluent、CFX、STAR-CD和STAR-CCM+中的任一个。
7.根据权利要求1所述的基于CAE仿真技术的柴油机冷却水套设计分析方法，其特征在于，采用FIRE软件进行流体动力学仿真计算，流体动力学仿真计算中的数学模型包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程及湍动能模型方程；压力和速度耦合采用SIMPLE算法，动量方程采用MINMOD Relaxed差分格式，连续方程与湍流方程采用中心差分格式。
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