Matematický popis tlakové ztráty komponentu chladicí soustavy automobilu za použití CFD simulací s následnou stavbou korelací pro použití v 1D simulačním nástroji

Abstract

Diplomová práce se zabývá numerickým modelováním proudění v chladiči typu U s následným vyhodnocením tlakové ztráty ve zpětné komoře pro různé geometrie. K vytvoření výpočetní sítě je využito programu ANSA a k numerickým výpočtům je využit software ANSYS Fluent. V úvodní části jsou popsány tepelné výměníky (jejich základní charakteristiky, rozdělení a základní výpočty) a jejich význam v automobilovém průmyslu. Dále je v teoretické části popsáno numerické modelování. V praktické části je realizována tvorba 3D modelů, včetně tvorby výpočetních sítí, pro jednotlivé konstrukční varianty výměníku tepla. V další fází je aplikován definovaný matematický model na jednotlivé konstrukční varianty, včetně numerického řešení v programu ANSYS Fluent. Detailně je vyhodnocována tlaková ztráta ve zpětné komoře pro jednotlivé varianty s následným zhodnocením vlivu jednotlivých parametrů na tlakovou ztrátu. Na závěr je sestavena vhodná korelace pro 1D nástroj, která nejlépe popisuje tlakové ztráty ve zpětné komoře v závislosti na různých parametrech.

The master's thesis deals with numerical modeling of flow in a U-type radiator followed by evaluation of pressure loss in the return tank for various geometries. The computational grid is generated using the ANSA program, and numerical calculations are performed using the ANSYS Fluent software. The introductory section describes heat exchangers (their basic characteristics, classification, and fundamental calculations) and their significance in the automotive industry. The theoretical part elaborates on numerical modeling. In the practical section, 3D models are created along with the generation of computational grids for individual design variants of the heat exchanger. Subsequently, the defined mathematical model is applied to each design variant, including numerical solutions in the ANSYS Fluent program. Pressure loss in the return tank for each variant is meticulously evaluated, followed by an assessment of the influence of individual parameters on pressure loss. Finally, a suitable correlation for a 1D tool is compiled, which best describes pressure losses in the return tank depending on various parameters.