基于多尺度方法的机油冷却器数值模拟

基于多尺度方法,采用Ansys Fluent模拟机油冷却器的压降及传热性能。为提高仿真精度,根据机油冷却器精细结构模型的仿真数据,提出并建立了任意坐标处散热翅片的热流密度方程。仿真条件分别为热侧速度0.001、0.1、0.2、0.3 m/s,冷侧速度0.1、0.2、0.3、0.4 m/s。在此基础上,利用精细结构模型数据,计算得到动量源项方程及热流密度方程。在油冷器热侧质量流量分别为0.04、0.08、0.12、0.16 kg/s,冷侧体积流量为5×10-4 m3/s的条件下,对油冷器压降及传热性能进行模拟。结果表明:仿真数据与实验测量数据吻合度较高,相对误差在10%以内。多尺度仿真方法的精度满足一般工程应用需求。

粉末渗锌工艺中锌扩散的数值模拟

目的采用数值模拟法预测粉末渗锌的扩散过程。方法通过分析粉末渗锌的机理及渗锌层的形成过程,基于Fick第二定律,采用有限差分法建立了以锌为主扩散元素的渗锌模型。采用该模型模拟计算一定温度范围、一定时间内的渗锌层厚度和Zn含量随时间和温度的变化,并与相同条件下的实验测量值进行对比,验证模型的可靠性。实验制备了在360、375、390℃下分别保温4、6、8 h的渗锌样品,通过扫描电镜-能谱仪以及Smile View软件测定了样品中合金层的各相厚度和Zn含量,并与数值模拟计算结果进行对照。结果实验测定的各相含量变化与计算结果吻合较好,合金层各相厚度及总厚度与计算结果接近。该模型能很好地反映渗锌层Zn含量及厚度随时间和温度的变化规律,可以计算模拟一定温度范围、一定时间内的渗锌层厚度及Zn含量变化。结论该模型能有效预测粉末渗锌的扩散过程,可以用来指导渗锌工艺。