电动飞机动力舱热仿真与散热设计

来源 :沈阳航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nan13519927
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电动飞机由于动力系统简单,绿色无污染等优点,具有很大发展前景。电动飞机在研发过程中存在动力舱散热问题。动力舱内集成了飞机动力系统关键的部件,飞机在飞行时各部件会产生热损耗导致舱内温度上升,而舱内的空气流动性能和散热性能的好坏直接影响这些部件的工作性能,进而对飞机飞行安全产生影响。因此,高效的动力舱散热方案对电动飞机的长时间飞行意义重大。本文以辽宁通航研究院增程型锐翔双座电动飞机为研究对象,以提高动力舱散热性能为目标,依靠传热学、流体力学为理论基础,分析了动力舱的内部构成、生热原理和传热方式,利用计算流体力学(CFD)软件和流固耦合传热的方法,对电动飞机动力舱温度场和流场进行了数值计算与研究分析,并根据仿真结果对现有散热方案进行了改进。对动力舱内部结构和动力系统的生热机制进行了分析,并确定飞机最大热损耗的飞行工况,建立了动力舱的三维模型,对动力舱的三维模型进行了前处理;利用CFD软件对现有散热方案在最大热损耗工况下进行了仿真计算,探究了动力舱温度的影响因素。根据舱内重要截面的流场及温度场数据,分析了舱内气动性能和散热性能的缺陷,并提出优化方案;提出增大进气口截面积和增加舱内导流板的改进方案,并且利用CFD仿真软件对改进后的方案进行了验证。通过仿真计算结果得知,改进后的方案散热效率提高,具有较高的可实现性。改进方案的仿真计算结果表明,电机温度下降了 10.1%,控制器温度下降了 14.6%。改进方案的实验结果表明,电机温度下降了 5.2%,控制器温度下降了7.4%。
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