涂装电泳槽内汽车驾驶室的运行阻力数值模拟.pdf

涂装电泳槽内汽车驾驶室的运行阻力数值模拟
高先海',张帅,张宗元2,吴春蕾2,赵升吨2
(1.机械工业第九设计研究院有限公司,吉林长春130011;2.西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049)
摘要:分析了对汽车驾驶室在涂装电泳槽中运行阻力进行数值模拟的必要性。基于商用软件 FLUENT商用软件平台,针对汽
车驾驶室在涂装过程的实际工况,建立了三维和有限容积模型,对流动现象分析后建立了理想、不可压缩非定常流动的力学模型
并采用动网格、UDF(User- Defined Function)和VOF( Volume Of Fluid)相结合的技术,对汽车驾驶室在涂装电泳槽中的运动进
行了流场模拟分析,获得汽车驾驶室在涂装电泳槽中运动过程受到的阻力,从而为涂装生产线中驱动元件的设计莫定了基础。
关键词:涂装工艺;涂装电泳槽;汽车驾驶室;流场数值模拟;运动阻力
Analysis of Moving Resistance When the Cab with the Body Moves in the Electrophoresis Rank
GAO Xianhai ZHANG Shuai, ZHANG Zongyuan, WU Chunlei, ZHAO She
engin
(1 MI Ninth Design Research Institute Co. Ltd. Changchun Jilin 130011, China;
2. School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an Shaanxi 710049, China)
Abstract The necessity of numerical simulation of the running resistance of the cab body in the coating electrophoresis tank was ana
lyzed. The analysis about numerical simulation calculation of three-dimensional flow field for the cab body was got applying the FLUENT soft
ware. The flow model of three-dimensional and finie-volume was established, and the ideal and incompressible mechanical model of the un-
steady flow was built based on the actual working conditions. The model was simulated using the technique combining with the dynamic mesh
UDF. VOF
Keywords: Coating process; Coating electrophoresis tank Vehicle cab; Numerical simulation of flow field; Resistance of movement
0引言
理器 GAMBIT、计算处理器、后置处理器三大模块组成。GAM
在常见的汽车量产化生产中,通常需要冲压、焊装、涂BT作为专用的前处理软件,它具有完整的建模能力,能够准
装、总装这四大工艺。现代涂装工艺过程日趋复杂,但无论如确地模拟出分析对象的几何外形;它具有强大的网格生成能
何复杂都可以把整个过程的工序分为主要工序和辅助工序。以力,它提供的非结构网格生成程序、网格的自适应技术和混合
汽车车身为例,可把整个过程分为前处理、涂装、烘干、后处
网格与附面层内的网格功能对解决各种复杂外形的流动非常有
理4个主要工序。涂装又包括电泳、底涂、中涂、面涂等工效;它还具有丰富的CAD接口,可以读入PROE、UG、AU
序。理论无法计算,文中主要论述涂装工艺生产线中驾驶室 TOCAD等多种软件的三维几何模型和 ANSYS等多种CAE软件
车身在涂装电泳槽内的运行阻力分析。在没有实际汽车涂装生的网格模型。 FLUENT软件能推出多种优化的物理模型,如
产线系统的情况下,把规划的汽车涂装生产线转换成仿真模定常和非定常流动、层流、紊流、不可压缩和可压缩流动、传
型,通过在计算机上运行仿真模拟,分析规划方案的好坏并修
热、化学反应等,针对每一种流动的物理问题的特点,采用适
改方案。这样可以在系统建成之前,对不合理的设计和投资进合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度方面达到最
行休整,避免资金、人力和实践的浪费;也可对现成系统进行佳?。 FLUENT E的作用主要体现在缩短设计过程,减少实验室
仿真运行,对系统进行改造,或为管理决策提供依据。因此开测定试验的数目,减少产品开发成本,也即为CFD的作用
展汽车涂装生产线当中车身在涂装电泳槽内的运行阻力分析具所在。
有很强的实际意义。
FLUENT自带的前处理器 GAMBIT建模繁琐麻烦,故采用
专业建模软件PROE根据实际模型建立了驾驶室的3D模型,
1模型的建立及工况分析
如图1所示。建模过程中为了提高网格质量和运算速度,省去
FLUENT软件是美国 FLUENT公司经过多年开发改进的
了不必要的细小特征。图2是涂装电泳槽和小车的装配示意
种适用范围广泛、功能强大、适合于工程问题计算流体力学
图,模拟过程中驾驶室将从该位置倣与上下表面平行的直线运
(CFD)软件。 FLUENT是目前功能最全面,适用性最广,国
动(省去了驾驶室进出涂装电泳槽的过程),因为 FLUENT是
内使用最广泛的CFD软件之一。 FLUENT软件的结构由前处
FWM(有限体积法)软件,故涂装电泳槽的体积除去驾驶室的
体积就是 FLUENT运算所需要的流域。建好模型后为了获得高
收稿日期:2012-08-24
质量的网格,利用 Hypermesh软件划分网格,并导入 GAMBIT
作者简介:高先海(1971-),男,吉林龙井人,工程师。通信作中设定边界条件。
者:吴春蕾,E-mail:815874971@q,com
2012.09 Automobile Parts
研究与开发