CN115146561A - 一种汽车机舱热害分析方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种汽车机舱热害分析方法、装置、电子设备和存储介质，方法包括：建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；基于汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；基于汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和边界条件进行运行计算；通过上述方法，实现了准确模拟整车系统，尤其是排气歧管周边塑料件局部及坐标点风速及温度参数；实现了模拟汽车的实际工况；有效地提高计算精度，解决了现有的技术方案，通过试验检测的方式对优化后的结构进行验证，不仅延长了项目周期，增加了成本，且无法对改后的结构进行整车发动机舱热害性能的精细化评价，造成布局过设计的技术问题。

Description

一种汽车机舱热害分析方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及计算流体动力学领域，具体涉及一种汽车机舱热害分析方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

汽车热害防护的相关部件主要是冷却系统、发动机、涡轮增压器、排气歧管及周边线束等，依据热部件温度分布及材料的温度特性，确定热源热害的影响程度及范围，发动机舱部件热害性能优劣直接影响电器线束等部件的安全，所以要求机舱各个热部件结构及参数匹配良好，以满足周边塑料部件的温度阈值要求。

目前，针对汽车发动机舱热害性能设计多采用类比或对标方法，在涡轮增压器及排气歧管等高温部件向周边辐射的热量导致线束等超过温度阈值时，温度较高，不能有效的保护线束等塑料部件，甚至因为温度较高而失效甚至自燃。针对上述问题，一般采用增大部件之间的最小距离，或者增加隔热罩进行隔热等方式，但对部件调整后的最小间隙或者增加的隔热罩结构没有一个明确的指标，造成各系统结构集成装配的紧凑性变差，重量增加，成本增加，可能存在过设计的现象，而通过试验检测的方式对优化后的结构进行验证，不仅延长了项目周期，增加了成本，且无法对改后的结构进行整车发动机舱热害性能的精细化评价，造成布局过设计。

因此，目前亟需提出一种汽车机舱热害分析方法、装置、电子设备和存储介质，以至少解决现有的针对汽车发动机舱热害性能设计多采用类比或对标方法，所带来的一方面对部件调整后的最小间隙或者增加的隔热罩结构没有一个明确的指标，可能存在过设计的现象的技术问题，另一方面，通过试验检测的方式对优化后的结构进行验证，不仅延长了项目周期，增加了成本，且无法对改后的结构进行整车发动机舱热害性能的精细化评价，造成布局过设计的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种汽车机舱热害分析方法、装置、电子设备和存储介质，以至少解决相关技术中存在的针对汽车发动机舱热害性能设计多采用类比或对标方法所带来的一方面对部件调整后的最小间隙或者增加的隔热罩结构没有一个明确的指标，可能存在过设计的现象的技术问题，另一方面，通过试验检测的方式对优化后的结构进行验证，不仅延长了项目周期，增加了成本，且无法对改后的结构进行整车发动机舱热害性能的精细化评价，造成布局过设计的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种汽车机舱热害分析方法，所述汽车机舱热害分析方法包括：建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

可选地，所述建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型包括：基于目标汽车的实际物理特性建立汽车模拟风洞整车基本结构模型；基于目标汽车的冷却系统的建立汽车冷却系统阻力性能、换热性能及吸风性能模型；基于目标汽车的风扇规格尺寸建立冷却风扇吸风性能模型；基于目标汽车发动机参数、排气系统参数和周边塑料件参数建立发动机、排气系统及周边塑料件热物理模型；将模型进行组合，生成汽车机舱热害管理的CFD分析模型。

可选地，所述基于目标汽车的冷却系统的建立汽车冷却系统阻力性能、换热性能及吸风性能模型包括：基于冷凝器、散热器及中冷器芯体长宽高规格尺寸，建立冷侧多孔介质模型；基于芯体迎风方向设置于芯体迎风方向的惯性阻尼系数及粘性阻尼系数。

可选地，所述将模型进行组合，生成汽车机舱热害管理的CFD分析模型包括：获取汽车机舱热害管理的CFD分析模型的结构特性；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型的结构特性确定部件网格尺寸；对各个区域分别生成三维流体域。

可选地，所述基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件包括：设置风扇MRF流体域与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能交互传递；设置冷却芯体结构的多孔介质模型与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能信息交互传递；设置地面类型为滑移壁面；基于汽车的稳态设置各个区域的物理模型；基于所述物理模型设置物理模型所处的工况参数；设置中冷器、水散热器、发动机等高温系统组件的热特性参数。

可选地，所述设置中冷器、水散热器、发动机等高温系统组件的热特性参数包括：设置中冷器进气量及初始温度；设置水散热器冷却液流量及初始温度；设置中冷器增压热空气与冷空气的热量交换；设置散热器高温冷却液与冷空气的热量交换；设置发动机等高温系统部件的热物理性能参数。

可选地，所述设置中冷器增压热空气与冷空气的热交换状态包括：基于中冷器芯体换热性能参数、中冷器内高温气体的进气量及环境温度等参数来决定整车热量管理模型中的中冷器增压热空气与冷空气的热交换状态。

根据本申请的另一方面，提供一种汽车机舱热害分析装置，包括：模型建立模块，用于建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；条件设置模块，用于基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；运行计算模块，用于基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

根据本申请的另一方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如至中任意一项所述的汽车机舱热害分析方法。

根据本申请的另一方面，提供一种计算机可读的存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行至中任一项所述的汽车机舱热害分析方法步骤。

在本申请实施例中，提供了一种汽车机舱热害分析方法，所述汽车机舱热害分析方法包括：建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算；通过上述技术方案，一方面，通过建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型，充分考虑了冷却芯体热交换对气流温度的影响，考虑了发动机、涡轮增压器、排气歧管等热部件辐射热量对气流温度的影响，根据实际的状态将对流换热及辐射热合理的附在相关部件上，实现了准确模拟整车系统，尤其是排气歧管周边塑料件局部及坐标点风速及温度参数技术效果；一方面，通过基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件，实现了模拟汽车的实际工况；另一方面，准确定义了冷却芯体的热交换参数，准确定义了发动机等热部件的初始温度及热物理性能参数，准确定义了排气周边塑料件的热物理性能参数，准确建立了轮胎与地面的结构关系，能有效地提高计算精度的技术效果；通过基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算，解决了通过试验检测的方式对优化后的结构进行验证，不仅延长了项目周期，增加了成本，且无法对改后的结构进行整车发动机舱热害性能的精细化评价，造成布局过设计的技术问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种汽车机舱热害分析方法的硬件环境的示意图；

图2是根据本申请实施例的一种汽车机舱热害分析方法的流程示意图；

图3是根据本申请实施例的一种可选的汽车机舱热害分析装置的示意图；

图4是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种汽车机舱热害分析方法，所述汽车机舱热害分析方法包括：建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

在本实施例中，上述驾汽车机舱热害分析方法可以应用于如图1所示的由终端102和服务器104所构成的硬件环境中。如图1所示，服务器104通过网络与终端102进行连接，可用于为终端或终端上安装的客户端提供服务，可在服务器上或独立于服务器设置数据库，用于为服务器104提供数据存储服务，还可以用于处理云服务，上述网络包括但不限于：广域网、城域网或局域网，终端102并不限定于PC、手机、平板电脑等。本申请实施例的汽车机舱热害分析方法可以由服务器104来执行，也可以由终端102来执行，还可以是由服务器104和终端102共同执行。其中，终端102执行本申请实施例的汽车机舱热害分析方法也可以是由安装在其上的客户端来执行。

以由终端102和/或服务器104来执行本实施例中的汽车机舱热害分析方法为例，图2是根据本申请实施例的一种可选的汽车机舱热害分析方法流程示意图，如图2所示，该方法的流程可以包括以下步骤：

S202.建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；

示例性的，所述建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型可以包括以下步骤：建立汽车模拟风洞内整车基本结构模型；

在对汽车机舱热害进行分析时，需要在特定的实验室或实验场景下完成，因此，需要建立汽车模拟风洞内整车基本结构模型，以通过所述风洞模拟在特定的实验场景下的汽车机舱热害进行分析；其中，所述模拟风洞优选的设置为长方体，所述长方体的规格为10倍车长、5倍车宽、5倍车高，以充分模拟汽车例如在高速公路上行驶时等运行工况下的实验场景。

示例性的，建立汽车模拟风洞内整车基本结构模型可以包括根据汽车车身结构的外表面特征，提取系统及部件外表面并建立车身外表面网格模型；

如本申请的背景技术所述，针对汽车发动机舱热害性能设计多采用类比或对标方法，在涡轮增压器及排气歧管等高温部件向周边辐射的热量导致线束等超过温度阈值时，温度较高，不能有效的保护线束等塑料部件，甚至因为温度较高而失效甚至自燃；为解决上述问题，在本申请实施例中，根据汽车车身结构的外表面特征，提取系统及部件外表面并建立车身外表面网格模型，尤其是汽车车身结构的外表面塑料件的特征、提取系统及部件外表面塑料件的特征；原因在于，上述塑料部件属于在承受发动机热害时较容易损坏的部件，在进行热害分析管理时需要对上述部件特别关注。其中，可以理解的是，所述汽车车身结构的外表面塑料件的特征、系统及部件外表面塑料件的特征至少包括材料密度、导热系数和比热容等物理参数。

通过上述技术方案，实现了准确模拟车身结构状态，提高计算精度的技术效果。

根据车身模型及坐标系位置建立模拟热平衡试验的风洞仿真模型，其中风洞仿真模型优选为长方体，规格为10倍车长、5倍车宽、5倍车高。

对于上述技术方案，为了模拟车辆例如在高速公路上行驶时或在实验室进行分析时等的实际工况，建立规格为10倍车长、5倍车宽、5倍车高的仿真模型，以准确模拟整车计算工况所处的流体域状态，提高计算精度。

通过上述技术方案，准确模拟整车计算工况所处的流体域状态，提高计算精度。

将轮胎底部结构切割掉第一预设结构。

车辆在实际工况下放置时，轮胎会受到整车车身压力，鉴于轮胎为柔性结构，在建立车身外表面网格模型时，需要用仿真模型的地面切割掉第一预设结构的轮胎底部结构，以模拟加载后的轮胎实际状态；示例性的，所述第一预设结构优选为轮胎10mm。

对于上述技术方案，车辆放置在模拟风洞内时，考虑车辆在实际工况下放置时，轮胎会受到整车车身压力的情况与未考虑车辆在实际工况下放置时，轮胎会受到整车车身压力的情况时，车辆底盘与风洞底部的空间间隔不同，在对车辆进行热害管理分析时，不同的底部空间间隔会带来不同的风量，进而对整车仿真出现不同的影响，导致仿真结果不准确。

示例性的，所述建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型可以包括以下步骤：建立汽车冷却系统阻力性能及换热性能模型；

示例性的，所述建立汽车冷却系统阻力性能及换热性能模型可以包括根据冷凝器、散热器及中冷器芯体长宽高规格尺寸，建立冷侧多孔介质模型；

对于上述技术方案，根据冷凝器、散热器及中冷器芯体的实际参数建立冷冷侧多孔介质模型，所述冷凝器、散热器及中冷器芯体的实际参数可以包括冷凝器、散热器及中冷器芯体的规格，具体包括冷凝器、散热器及中冷器芯体的长宽高规格尺寸，以建立冷凝器、散热器及中冷器芯体的几何结构；由于气体在冷凝器、散热器及中冷器芯体中会存在一定阻力，基于此需要建立冷侧多孔介质模型。

示例性的，所述冷侧多孔介质模型具体设置为：基于芯体迎风方向的惯性阻尼系数及粘性阻尼系数设置冷侧多孔介质模型，以通过惯性阻尼系数及粘性阻尼系数体现芯体的性能，以模拟冷空气通过芯体结构时的实际物理性能状态。

示例性的，所述冷凝器、散热器及中冷器冷侧惯性阻尼系数及粘性阻尼系数通过芯体单体试验参数计算得到，具体的，根据冷凝器、散热器及中冷器芯体试验的流体流速与对应流阻拟合多项式，依据多项式系数判定惯性阻尼系数及粘性阻尼系数。

示例性的，所述建立汽车冷却系统阻力性能及换热性能模型可以包括根据散热器、中冷器芯体内部流体流通方向确定其热侧多孔介质模型方向。

对于上述技术方案，汽车在实际工作过程中，气体从车辆前部流向车辆后部，则散热器、中冷器芯体内部流体流通方向为与气体垂直的方向，基于实际工作过程的工况确定散热器、中冷器芯体内部流体的流通方向，再基于散热器、中冷器芯体内部流体流通方向确定其热侧多孔介质模型方向。

示例性的，所述热侧多孔介质模型具体设置为：基于芯体内部流体流通方向的惯性阻尼系数及粘性阻尼系数设置热侧多孔介质模型，以通过惯性阻尼系数及粘性阻尼系数体现芯体结构的性能，以模拟热流通过芯体结构时的物理性能状态。

示例性的，所述冷凝器、散热器及中冷器热侧惯性阻尼系数及粘性阻尼系数通过芯体单体试验参数计算得到，具体的，根据冷凝器、散热器及中冷器芯体试验的流体流速与对应流阻拟合多项式，依据多项式系数判定惯性阻尼系数及粘性阻尼系数。

所述建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型可以包括以下步骤：建立汽车冷却风扇吸风性能模型；

作为示例性的实施例，所述建立汽车冷却风扇吸风性能模型可以包括：根据风扇规格尺寸设置MRF模型，用于模拟旋转区域的定常流计算。

示例性的，所述根据风扇规格尺寸设置MRF模型具体设置为MRF模型模拟运动网格区域，旋转时可以带动整车模型中的静止网格区域，以在风扇旋转时通过interface穿透实现风扇与静止网格区域内的参数、数据交互；时域交界面上通过将速度换算成绝对速度的形式进行流场信息互换，以使风扇在旋转时小区域带动大区域。

示例性的，由于风扇在旋转时需要预先设置旋转轴，即设置风扇围绕旋转中心旋转，设置风扇的旋转中心，并且设置风扇旋转方向，以正确模拟风扇的吹风性能或吸风性能。

其中，可以理解的是，风扇可以设置为反转时吸风带风，正转时吹风，以在需要设置风扇以吸风方式运转或带风方式运转时设置风扇的旋转方向。

示例性的，依据发动机曲轴转速及风扇转速的速比计算MRF模型旋转速度。

对于上述技术方案，MRF模型旋转速度由风扇转速确定；由于在车辆实际的工况中，风扇旋转时由车辆发动机提供动力，依据发动机曲轴转速和风扇的转速比确定风扇转速，并依据发动机曲轴转速及风扇转速的速比计算MRF模型旋转速度。

所述建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型可以包括以下步骤：建立汽车发动机、排气系统及周边塑料件热物理模型；

由于在实际工况下，发动机运行产生热量，发动机作为热源，需要设置发动机的初始温度和热物理系数；其中，所述热物理系数用于表征发动机的发热性能；具体的，热物理系数至少包括发动机的导热系数。

由于在实际工况下，涡轮增压器运行产生热量，涡轮增压器作为热源，需要设置涡轮增压器的初始温度和热物理参数；其中，所述热物理参数用于表征涡轮增压器的发热性能；具体的，热物理参数至少包括涡轮增压器的材料密度、导热系数和比热容等参数。

由于在实际工况下，排气歧管在排出废气时，废气的温度处于较高的温度水平，排气歧管作为热源，需要设置排气歧管的初始温度和热物理参数；其中，所述热物理参数用于表征排气歧管的发热性能；具体的，热物理参数至少包括排气歧管的材料密度、比热容和导热系数等参数。

由于在实际工况下，EGR阀在排出废气时，废气的温度处于较高的温度水平，EGR阀作为热源，需要设置EGR阀的初始温度和热物理参数；其中，所述热物理参数用于表征EGR阀的发热性能；具体的，热物理参数至少包括EGR阀的材料密度、导热系数和比热容等参数。

由于在实际工况下，文丘里管在排出废气时，废气的温度处于较高的温度水平，文丘里管作为热源，需要设置文丘里管的初始温度和热物理参数；其中，所述热物理参数用于表征文丘里管的发热性能；具体的，热物理参数至少包括文丘里管的材料密度、导热系数和比热容等参数。

由于在实际工况下，机油滤清器、线束、金属管排气催化器、消声器及管路在排出废气时，废气的温度处于较高的温度水平，机油滤清器、线束、金属管排气催化器、消声器及管路作为热源，需要设置机油滤清器、线束、金属管排气催化器、消声器及管路的初始温度和热物理参数；其中，所述热物理参数用于表征机油滤清器、线束、金属管排气催化器、消声器及管路的发热性能；具体的，热物理参数至少包括机油滤清器、线束、金属管排气催化器、消声器及管路的材料密度、导热系数和比热容等参数。

在汽车实际工作的过程中，容易受热源影响损坏的器件为上述热源周边的线束塑料件、石棉网等器件，在发动机、涡轮增压器及排气歧管等高温部件向周边辐射的热量导致线束等超过温度阈值时，上述器件容易在温度较高时物理结构发生改变，出现不可逆的热损坏，甚至因为温度较高而失效甚至自燃，影响整车性能，甚至影响整车安全性，带来安全风险；基于此，在本申请实施例中，重点关注上述线束塑料件、石棉网等器件受热害的影响；具体的，设置塑料件与石棉网的密度、材料、泊松比、弹性模量等参数。

其中，上述发动机、涡轮增压机、排气歧管、EGR阀、文丘里管、机油滤清器、线束、金属管排气催化器、消声器及管路仅为示例性的可选的发热热源，在本申请中，其他与上述热源性质相同的器件、组件、总成等热源也可用等同的设置方式应用于本申请，也应属于申请的保护范围之内。

示例性的，在设置上述各个模拟模型之后，将各个分模型按照整车结构组合为汽车机舱热害管理的CFD分析模型，并依据结构特征确定部件网格尺寸，并对各个区域分别生成三维流体域；具体的，将上述模型依据的整车结构的部件网格尺寸生成流体域，以使空气可以与整车结构进行热量交换；并对各个区域分别生成三维流体域，以实现空气与整车结构热量交换下的数据交互。

通过上述技术方案，建立汽车模拟风洞内整车基本结构模型；建立汽车冷却系统阻力性能及换热性能模型；建立汽车冷却风扇吸风性能模型；建立汽车发动机、排气系统及周边塑料件热物理模型，将各个分模型按照整车结构进行组合，并依据结构特征确定部件网格尺寸，并对各个区域分别生成三维流体域；具体的，将上述模型依据的整车结构的部件网格尺寸生成流体域，以使空气可以与整车结构进行热量交换；并对各个区域分别生成三维流体域，以实现空气与整车结构热量交换下的数据交互。

S204.基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；

在生成上述汽车机舱热害管理的CFD分析模型后，由于实现目标汽车不同工况下的仿真分析，需要为上述模型设置边界条件，以模拟汽车的正常工况与极限工况；示例性的，所述设置边界条件可以包括风扇的流体路径及风扇与风洞之间的数据交互，以通过设置风扇吸风、出风参数来模拟汽车的实际工况；可以包括设置各个冷却芯体结构的多孔介质模型与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能信息交互传递，以模拟汽车在运行过程中各个冷却芯体结构之间的热交换和各个冷却芯体结构与空气之间的热交换，以模拟汽车的实际工况。

S206.基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

如本申请的背景技术所述，针对汽车发动机舱热害性能设计多采用类比或对标方法，在涡轮增压器及排气歧管等高温部件向周边辐射的热量导致线束等超过温度阈值时，温度较高，不能有效的保护线束等塑料部件，甚至因为温度较高而失效甚至自燃；一般采用增大部件之间的最小距离，或者增加隔热罩进行隔热等方式，但对部件调整后的最小间隙或者增加的隔热罩结构没有一个明确的指标，造成各系统结构集成装配的紧凑性变差，重量增加，成本增加，可能存在过设计的现象，而通过试验检测的方式对优化后的结构进行验证，不仅延长了项目周期，增加了成本，且无法对改后的结构进行整车发动机舱热害性能的精细化评价，造成布局过设计。基于此，在本申请实施例中，基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件后，对上述线束等塑料部件的参数进行分析；示例性的，可以结合上述汽车机舱热害管理的CFD分析模型分析冷却系统是否能满足冷却需求；具体的，结合上述汽车机舱热害管理的CFD分析模型分析当前线束等塑料部件的最小距离在涡轮增压器及排气歧管等高温部件向周边辐射的热量是否能够满足当前的冷却需或分析当前线束等塑料部件的隔热罩结构在涡轮增压器及排气歧管等高温部件向周边辐射的热量是否能够满足当前的冷却需求；在当前线束等塑料部件的最小距离或隔热罩结构不能满足当前的冷却需求时，调整所述当前线束等塑料部件的最小距离或隔热罩结构参数，并在调整后的当前线束等塑料部件的最小距离或隔热罩结构参数能够满足当前冷却需求时，将调整后的当前线束等塑料部件的最小距离或隔热罩结构参数作为新的当前线束等塑料部件的最小距离或隔热罩结构参数记录，以解决通过试验检测的方式对优化后的结构进行验证，不仅延长了项目周期，增加了成本，且无法对改后的结构进行整车发动机舱热害性能的精细化评价，造成布局过设计的技术问题；

通过上述技术方案，建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算，一方面，通过建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型，充分考虑了冷却芯体热交换对气流温度的影响，考虑了发动机、涡轮增压器、排气歧管等热部件辐射热量对气流温度的影响，根据实际的状态将对流换热及辐射热合理的附在相关部件上，实现了准确模拟整车系统，尤其是排气歧管周边塑料件局部及坐标点风速及温度参数技术效果；一方面，通过基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件，实现了模拟汽车的实际工况；另一方面，准确定义了冷却芯体的热交换参数，准确定义了发动机等热部件的初始温度及热物理性能参数，准确定义了排气周边塑料件的热物理性能参数，准确建立了轮胎与地面的结构关系，能有效的提高计算精度的技术效果；通过基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算，解决了通过试验检测的方式对优化后的结构进行验证，不仅延长了项目周期，增加了成本，且无法对改后的结构进行整车发动机舱热害性能的精细化评价，造成布局过设计的技术问题；

作为可选的实施例，所述基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件包括：设置风扇MRF流体域与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能交互传递；设置冷却芯体结构的多孔介质模型与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能信息交互传递；设置地面类型为滑移壁面；基于汽车的稳态设置各个区域的物理模型；基于所述物理模型设置物理模型所处的工况参数；设置中冷器、水散热器、发动机等高温系统组件的热特性参数。

对于上述技术方案，通过根据风扇规格尺寸设置MRF模型具体设置为MRF模型模拟运动网格区域，旋转时可以带动风洞内整车模型中的静止网格区域，以在风扇旋转时通过interface穿透实现风扇与整车模型中的静止网格区域内的参数、数据交互；时域交界面上通过将速度换算成绝对速度的形式进行流场信息互换，以使风扇在旋转时小区域带动大区域，实现扇MRF流体域与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能交互传递。

其中，由于芯体为具有阻尼特性的一种结构，若要实现冷却芯体结构与风洞内整车基本结构模型的信息传递、交互，需要同样基于冷却芯体结构的多孔介质模型通过interface穿透实现冷却芯体结构与风洞内整车基本结构模型的信息传递、交互，以设置冷却芯体结构的多孔介质模型与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能信息交互传递。

其中，由于空气在流经风洞地面时，普通地面与空气有一定的阻力，冷热空气与由于空气阻力与地面摩擦产生的阻尼和阻力会影响模拟仿真的效果；基于此，为了消除普通地面由于空气阻力与地面摩擦产生的阻尼和阻力带来的影响，设置地面类型为滑移壁面；其中，可以理解的是，在本申请中，为了尽可能的对车辆的实际工况进行仿真，将部分地面类型设置为滑移壁面；具体的，将车辆底盘所对应的地面设置为滑移壁面，以消除普通地面由于空气阻力与地面摩擦产生的阻尼和阻力带来的影响，实现更精确的仿真。

其中，基于汽车的稳态设置各个区域的物理模型，具体的，经发明人研究发现，在汽车处于长时间行驶的稳态工况下，采用稳态分析方法对汽车进行分析，此时连续方程、动量方程、能量方程均与时间无关。

其中，车辆的工况可以至少包括额定工况、大扭矩工况、热浸工况、高速工况、爬坡工况；由于在汽车的实际应用中，汽车在热浸工况下容易线束塑料件、石棉网等器件在受到发动机、涡轮增压器及排气歧管等高温部件向周边辐射的热量导致线束等超过温度阈值时在温度较高时物理结构发生改变，出现不可逆的热损坏，不能有效的保护线束等塑料部件，甚至因为温度较高而失效甚至自燃；影响整车性能，甚至影响整车安全性，带来安全风险的技术问题；基于此，在本申请实施例中，重点关注热浸工况下的上述线束塑料件、石棉网等器件受热害的影响；

其中，所述中冷器热特性参数至少包括中冷器进气量、中冷器初始温度、中冷器芯体换热性能参数、中冷器内高温气体的进气量及环境温度；所述水散热器热特性参数至少包括水散热器冷却液流量、水散热器初始温度；所述散热器热特性参数至少包括高温冷却液与冷空气的热量交换参数；还包括设置发动机等高温系统部件的热物理性能参数。具体的，设置中冷器进气量及初始温度，设置水散热器冷却液流量及初始温度，设置中冷器增压热空气与冷空气的热量交换，设置散热器高温冷却液与冷空气的热量交换，设置发动机等高温系统部件的热物理性能参数。

其中，由中冷器芯体换热性能参数、中冷器内高温气体的进气量及环境温度等参数来决定整车热量管理模型中的中冷器增压热空气与冷空气的热交换状态；具体的，为了设置中冷器芯体热量交换参数，需要设置中冷器芯体的温度和进气量，以通过由中冷器芯体换热性能参数、中冷器内高温气体的进气量及环境温度等参数来决定整车热量管理模型中的中冷器增压热空气与冷空气的热交换状态；其中，物理结构为中冷器芯体，由上述热交换参数和结构共同决定中冷器芯体热交换状态。

其中，由散热器芯体换热性能参数、冷却液带走热量、散热器内高温冷却液流量及环境温度等参数来决定汽车机舱热害管理模型中的散热器高温冷却液与冷空气的热交换状态。具体的，为了设置散热器芯体热量交换参数，需要设置散热器芯体冷却液的温度、流量和环境温度，以通过散热器芯体换热性能参数来决定整车热管理模型中的散热器高温冷却液与冷空气的热交换状态；物理结构为中散热器芯体；由上述热交换参数和结构共同决定散热器芯体热交换状态。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM(Read-Only Memory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述汽车机舱热害分析方法的汽车机舱热害分析装置。图3是根据本申请实施例的一种汽车机舱热害分析装置的示意图，如图3所示，该装置可以包括：

模型建立模块302，用于建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；

条件设置模块304，用于基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；

运行计算模块306，用于基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

需要说明的是，该实施例中的模型建立模块302可以用于执行上述步骤S202，该实施例中的条件设置模块304可以用于执行上述步骤S204，该实施例中的运行计算模块306可以用于执行上述步骤S206。

此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在如图1所示的硬件环境中，可以通过软件实现，也可以通过硬件实现，其中，硬件环境包括网络环境。

根据本申请实施例的又一个方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如至中任意一项所述的汽车机舱热害分析方法。

图4是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构框图，如图4所示，包括处理器402、通信接口404、存储器406和通信总线408，其中，处理器402、通信接口404和存储器406通过通信总线408完成相互间的通信，其中，

存储器406，用于存储计算机程序；

处理器402，用于执行存储器406上所存放的计算机程序时，实现如下步骤：

建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；

基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；

基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

可选地，在本实施例中，上述的通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线、或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括RAM，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如，至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

作为一种示例，如图4所示，上述存储器402中可以但不限于包括上述汽车机舱热害分析装置的模型建立模块302、条件设置模块304、运行计算模块306，还可以包括但不限于汽车机舱热害分析装置的其他模块单元，本示例中不再赘述。

上述处理器可以是通用处理器，可以包含但不限于：CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，图4所示的结构仅为示意，实施上述汽车机舱热害分析方法的设备可以是终端设备，该终端设备可以是智能手机(如Android手机、IOS手机等)、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备(Mobile Internet Devices，MID)、PAD等终端设备。图4其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，终端设备还可包括比图4中所示更多或者更少的组件(如网络接口、显示装置等)，或者具有与图4所示的不同的配置。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于执行汽车机舱热害分析方法的程序代码。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于上述实施例所示的网络中的多个网络设备中的至少一个网络设备上。

可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；

基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；

基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例中对此不再赘述。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、ROM、RAM、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例中所提供的方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车机舱热害分析方法，其特征在于，所述汽车机舱热害分析方法包括：

建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；

基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；

基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

2.如权利要求1所述的汽车机舱热害分析方法，其特征在于，所述建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型包括：

基于目标汽车的实际物理特性建立汽车模拟风洞整车基本结构模型；

基于目标汽车的冷却系统的建立汽车冷却系统阻力性能、换热性能及吸风性能模型；

基于目标汽车的风扇规格尺寸建立冷却风扇吸风性能模型；

基于目标汽车发动机参数、排气系统参数和周边塑料件参数建立发动机、排气系统及周边塑料件热物理模型；

将模型进行组合，生成汽车机舱热害管理的CFD分析模型。

3.如权利要求2所述的汽车机舱热害分析方法，其特征在于，所述基于目标汽车的冷却系统的建立汽车冷却系统阻力性能、换热性能及吸风性能模型包括：

基于冷凝器、散热器及中冷器芯体长宽高规格尺寸，建立冷侧多孔介质模型；

基于芯体迎风方向设置与芯体迎风方向的惯性阻尼系数及粘性阻尼系数。

4.如权利要求2所述的汽车机舱热害分析方法，其特征在于，所述将模型进行组合，生成汽车机舱热害管理的CFD分析模型包括：

获取汽车机舱热害管理的CFD分析模型的结构特性；

基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型的结构特性确定部件网格尺寸；

对各个区域分别生成三维流体域。

5.如权利要求1所述的汽车机舱热害分析方法，其特征在于，所述基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件包括：

设置风扇MRF流体域与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能交互传递；

设置冷却芯体结构的多孔介质模型与风洞内整车基本结构模型之间的物理性能信息交互传递；

设置地面类型为滑移壁面；

基于汽车的稳态设置各个区域的物理模型；

基于所述物理模型设置物理模型所处的工况参数；

设置中冷器、水散热器、发动机等高温系统组件的热特性参数。

6.如权利要求5所述的汽车机舱热害分析方法，其特征在于，所述设置中冷器、水散热器、发动机等高温系统组件的热特性参数包括：

设置中冷器进气量及初始温度；

设置水散热器冷却液流量及初始温度；

设置中冷器增压热空气与冷空气的热量交换；

设置散热器高温冷却液与冷空气的热量交换；

设置发动机等高温系统部件的热物理性能参数。

7.如权利要求6所述的汽车机舱热害分析方法，其特征在于，所述设置中冷器增压热空气与冷空气的热交换状态包括：

基于中冷器芯体换热性能参数、中冷器内高温气体的进气量及环境温度等参数来决定整车热量管理模型中的中冷器增压热空气与冷空气的热交换状态。

8.一种汽车机舱热害分析装置，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于建立汽车机舱热害管理的CFD分析模型；

条件设置模块，用于基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型设置边界条件；

运行计算模块，用于基于所述汽车机舱热害管理的CFD分析模型所处的工况性能参数和所述边界条件进行运行计算。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7中任意一项所述的汽车机舱热害分析方法。

10.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行权利要求1至7中任一项所述的汽车机舱热害分析方法步骤。

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