汽车工业成功案例
更新时间：2025-06-17 发布人：海基科技
1） 冷却水泵CFD模拟
冷却水泵通常为离心式结构，通过CFD仿真可以帮助用户工程师在泵物理原型实验之前，快速分析其性能，包括：
Ø 预测空化
Ø 计算汽蚀余量
Ø 计算流量-扬程曲线
Ø 获得泵的有效功率及效率
Ø 监测泵内压力波动……
离心泵模型 离心泵网格
流量-功率曲线对比 流量-效率曲线对比
流量-扬程曲线对比
离心泵流场压力分布（考虑间隙）
2） 外齿轮泵CFD模拟
通过CFD对外齿轮泵模拟，可实现泵内流量、空化、效率的精确模拟，并通过模拟结果间接指导泵的优化设计。如下图为某外齿轮机油泵结构模型及提取出的流体域模型，采用CFD对该齿轮泵进行数值模拟，其数值模拟结果与试验值相比误差很小。
齿轮泵几何模型
数值模拟结果
3） 活塞头部喷油冷却分析
根据活塞喷油冷却结构设计的不同，一般可分为以下几种典型设计：
Ø 有/无环形冷却通道
Ø 喷嘴直喷/斜喷
无冷却通道 有冷却通道
共轭传热数据传递
共对三种不同的设计方案进行了模拟计算，并与试验结果进行对比验证。分别如下：
Ø NT：无环形油液冷却通道，倾斜喷射
Ø GT：有环形油液冷却通道，倾斜喷射
Ø GS：带环形油液冷却通道，直喷
对应的流体部分的几何模型如下：
几何模型
网格模型
计算条件如下：
燃烧产生的热通量 活塞内衬温度
冷却通道的油液体积分数 冷却喷嘴带走的热量
活塞固体的温度分布
活塞固体多个位置监测点的温度结果与试验数据对比
4） 换热器模拟
采用CFD技术，分析冷却介质在换热器内的流动情况及其对传热的影响。
管壳式换热器流场及温度场云图
换热功率、出口温度仿真值与试验值结果对比
5） 水箱加注过程模拟
水箱加注过程模拟是汽车热管理系统设计和优化中的一个重要方面，它涉及到确保冷却系统能够在车辆运行期间维持适当的冷却液水平，同时避免空气滞留或形成气穴等问题。通过仿真技术，可以优化加注过程，提高效率，减少维护需求，并确保系统的长期可靠性。
不同时刻水等值面云图
出口流量变化 体积分数变化
6） 电机冷却模拟
利用Simerics-MP+软件，建立具有共轭传热的完整三维电机模型，包括所有绕阻、转子和定子层压板等所有重要部件，流体域和固体域分别建立仿真模型，采用混合时间尺度进行流固共轭传热分析。
共轭传热迭代次数与流固温度变化
油液等值面云图
不同界面油液体积分数云图
绕阻中热电偶位置处24种不同条件下测试数据与仿真数据结果比较
7） Simerics-MP+整车发动机舱通风模拟
Simerics-MP+除自适应网格加密外，也可支持多重区域网格加密功能，且结合Simerics-MP+的网格记忆功能，可实现整车气动模拟的模板化。下图中该整车网格模型体网格总数为46170349。
整车网格模型
速度和压力云图分布 不同部位压力分布
机舱散热器通风量误差
8） Simerics-MP+整车外气动仿真
DrivAer车是Audi A4与BMW结合的汽车模型，具有公开、完善的外气动试验数据。DrivAer具有三种车型：Fastback、Notchback、Estateback，如下所示。
DrivAer试验模型 三种车型
采用Simerics-MP+对三款DrivAer车型进行了整车外气动计算，并与试验结果进行比对，吻合度非常高，完全适用于工程精度要求。
Notchback车型Y=0截面车顶压力系数对比 Notchback车型Y=0截面车底压力系数对比
三款车型风阻系数结果对比
9） Simerics-MP+整车涉水仿真
汽车涉水仿真技术受到VOF模型鲁棒性、求解速度的限制。Simerics-MP+的先进处理方法在于：
l 利用vehicle template mesher直接生成整车网格，不需繁琐的几何清理；
l VOF模型鲁棒性极高，解算速度快；
l 灵活处理需要网格加密的区域，最大程度减少网格量与计算时间；
l 可在模型中同时考虑风扇和车轮的运动。
整车网格解析
机舱进水分布情况预测
10） 缸发动机润滑系统仿真中的应用
该案例来自凯特比勒公司，如下图所示，该16 缸发动机润滑系统由油泵、控压阀，过滤器，冷却器，主油道和连杆油膜等众多部件组成。其网格总数 600万。
发动机润滑系统三维仿真计算模型
发动机润滑系统整体网格
空化体积分数分布 压力分布（箭头处为监测点）
对监测数据进行无量纲分析，并与试验数据进行对比可知，CFD计算结果与试验结果吻合度较高，可以有效指导该类型系统的设计优化。
无量纲压力值的仿真结果与试验结果
