随着汽车零部件市场的竞争愈演愈烈,优化产品开发流程,提高产品性能成为企业提升竞争力的有效方式。发动机的良好运转是一切整车性能的前提,作为发动机冷却系统的核心零件之一,冷却风扇直接影响着冷却系统的散热性能,其性能优化是一个值得研究的课题。本文以发动机冷却风扇为研究对象,旨在建立其计算机辅助设计和分析的流程和方法,利用此流程和方法对风扇进行设计、仿真和优化设计,提高其气动性能。主要的研究内容如下:1.阐述冷却系统和风扇的基础设计理论、几何参数和性能评价指标;介绍计算流体动力学的基础理论,为后续的数值仿真提供理论基础。2.对发动机冷却风扇进行气动性能试验,处理试验结果得到相关性能指标并绘制气动性能曲线,分析其性能。按照试验设备和原理建立风扇CFD数值仿真模型,进行气动性能仿真,从流场迹线、速度矢量和压力云图三个方面分析冷却风扇的流场流动特性。并将仿真结果与试验对比,从而验证仿真分析计算的合理性和可行性,为后续研究奠定基础。3.研究发动机冷却风扇参数化方法,对平面叶型、弦长分布、安装角分布和三维积叠线进行参数化描述,建立风扇参数化模型。在此基础上完成风扇参数化设计软件的开发。4.搭建基于CAESES的仿真集成和智能优化平台,集成参数化造型软件、网格划分软件和Fluent仿真计算软件,结合CAESES内置的优化算法,实现冷却风扇设计、仿真及优化一体化和自动化。选取周向弯曲规律和安装角相关参数作为设计变量,风扇流量和功率作为目标响应,采用近似模型和遗传算法进行优化设计,提高其目标工况点流量的同时降低功率。本文所述发动机冷却风扇参数化建模、数值仿真和优化分析方法,与搭建的智能优化平台,有普遍的工程应用价值,能够为工程开发提供有效参考。