天气热起来，让发动机舱冷下来｜冷却仿真

汽车发动机舱内的冲压空气

发动机缸体上的温度分布

发动机会产生大量的热量，如果不能正确散热，就会导致性能下降、故障、灾难性故障，甚至有引发火灾的危险。冷却气流可以保持热效率，防止部件过热以及后续的安全和耐用性问题。需要平稳加热避免热冲击效应，同时为了防止温度热点引起结构部件失效，均匀的冷却气流分布至关重要。

空气冷却是发动机舱热管理的重要组成部分，在设计时需要考虑发动机周围和整个车身的空气流动。从广义上讲，发动机舱内冷却分析可分为两类：

重型机械必须在极具挑战性的环境中工作。根据应用的不同，这种挑战性环境可能是赤道上炎热潮湿的地区，也可能是寒冷干燥的高海拔地区（气压普遍很低）。对于移动车辆来说，路面本身就是车辆空气动力学的重要因素，且周围的障碍物（如树木或隧道墙壁）也会影响气流。这些场景很难用比例模型和风洞来再现，因为物理原型通常被运送到有代表性的环境中进行测试。这个过程是缓慢且成本高昂的，会潜在地影响开发进程以及产品上市的时间安排，这是因为只有在产品开发后期阶段，完整的原型和测试设施可用时才能进行真实环境测试。

最坏的情况决定了冷却风扇的大小。这很难在实验室中测试，因此设备通常在设计时保留非常宽的安全裕度。如果能够更准确地描述最坏情况下的冷却效果，就有可能减小冷却设备的尺寸和重量，从而释放空间，或者减少车辆的总质量。

通过非公路设备冷却模块的气流

通过仿真助力发动机舱内冷却设计，即可有效避免试错的过程。在物理样机搭建之前用户便可以分析冷却系统在任何环境下的表现。我们不仅可以对不同的环境温度和风场进行建模，而且也可以对路面状况和物理环境进行建模。

使用虚拟测试不仅降低了与物理样机制造相关的成本，而且也支持在设计流程的早期识别并解决潜在问题。采用仿真技术不仅降低了与产品开发相关的风险，而且还降低了成本、加快了上市进程。

通过仿真，工程师可以洞察发动机内部的气流模式和热量分布。多物理场仿真同时模拟风扇和热交换器等部件，使其更容易确定冷却问题的根本原因并找到解决方案。瞬态仿真能够预测发动机工作中温升过程，有效保障产品使用寿命。

SIMULIA仿真工具可以与设计和优化产品结合使用。基于CAD数据可立即转化为仿真模型，因此在设计流程中可以考虑冷却系统。为了考虑发动机舱所有部件温升过程以及对气流影响，工程师可以在仿真模型中涵盖整个系统。

风扇叶片的精确几何结构会影响它们的性能。SIMULIA软件可以高效地仿真真实旋转风扇场景，从而对精确设计（而不仅是基本的简化模型）进行优化。

SIMULIA提供了针对发动机舱内冷却需求量身定制的行业解决方案，因此工程师无需成为仿真专家就可以快速上手仿真。工程师可以跨专业（如发动机设计或车身概念）协作，从而在冷却方案和其他因素之间做出正确的权衡取舍，并更快地推出最终设计。基于云的自动化解决方案可用于非公路用发动机舱内冷却仿真，与传统手动方法相比可节省80%的时间。