| Abstract: | Cilj te magistrske naloge je bil najti matematično korelacijo med različnimi vrtilnimi količinami ventilatorja za hlajenje območja pod pokrovom avtomobila. Korelacija je morala povezati znano vrtilno količino ventilatorja z vsemi možnimi vrtilnimi količinami, vezanimi na hitrost vrtenja ventilatorja in hitrost avtomobila. S to korelacijo je mogoče uporabiti nove alternativne strategije krmiljenja ventilatorja za hlajenje podvozja avtomobila.
Za osnovo je bila uporabljena že delujoča RBM (Rigid body motion) simulacija, saj je v preteklosti že dala dovolj dobre rezultate. S slednjo je bilo izvedenih nekaj testov, da so rezultati resnično dobro konvergirali. Na ta način je bilo zagotovljeno, da so rezultati dovolj dobri za nadaljnjo uporabo. Po pridobitvi rezultatov je bil izveden set tridesetih simulacij, katere so bile kombinacija različnih hitrosti vrtenja ventilatorja in hitrosti avtomobila.
Po izvedbi celotnega seta tridesetih simulacij, so bili rezultati analizirani s pomočjo različnih računalniških programov (Star-CCM+, MS Excel in Matlab). Ugotovljeno je bilo, da je polinomski pristop najprimernejši za vrtilno količino, za dodatno kompleksnost pa so bile uporabljene površinske enačbe. Za pridobitev teh enačb so bile v Matlab vstavljene tabele z različnimi rezultati, program pa je naredil preostanek. Rezultat sta bila dva niza treh površinskih enačb z vrednostmi x in y. Vrednost x je v obeh primerih predstavljala hitrost vrtenja ventilatorja, vrednost y pa je v enem primeru predstavljala hitrost avtomobila, v drugem pa razliko tlaka na dveh površinah, s pomočjo katerih je bil slednji beležen v področju pod pokrovom avtomobila.
Za tem je sledila implementacija novo pridobljenih površinskih enačb simulacijsko datoteko Star-CCM+. Za osnovo je bila ponovno uporabljena stara simulacija, kamor pa so bila vnesena nova funkcijska polja, s pomočjo katerih se spreminja vrtilna količina ventilatorja (UDMS – User defined momentum source). Obe vrsti površinskih enačb sta bili testirani in izračunani, na koncu pa je bila izbrana tista, kjer je za vrednost y uporabljena razlika tlakov na dveh površinah v območju pod pokrovom avtomobila. Ena je bila postavljena pred ventilator, druga pa za njim.
Zadnji korak je bil preizkus različnih strategij krmiljenja ventilatorja. Običajni postopek hlajenja je sestavljen iz faze, kjer ventilator določen čas hladi z določeno hitrostjo vrtenja in se nato ugasne. Preučujejo se temperature na kritičnih točkah v okolici motorja pod pokrovom avtomobila.
Prva strategija je bila sledeča: zagnati ventilator z enako hitrostjo kot običajno, vendar ga postopoma upočasnjevati v enakomernih korakih, da je na koncu čas zaustavitve še vedno enak. S tem pristopom so bile najvišje vrednosti temperature dejansko nižje od običajnih, vendar so se določene točke med procesom, ko se je hitrost ventilatorja zniževala, še dodatno ogrele. Kljub temu pa so bile temperature na koncu simulacije zelo podobne.
Druga preizkušena strategija je bila zasnovana po navdihu, da bi morda lahko prihranili nekaj baterijske energije, če bi nekako uspeli v krajšem času ohladiti območje pod pokrovom avtomobila. Ventilator je v tem primeru za kratek čas deloval z visoko hitrostjo, nato pa z nekoliko manjšo. Nato je bil za nekaj minut izklopljen in potem ponovno vklopljen. Izkazalo se je, da maksimalne temperature v tem primeru dosegajo še višje vrednosti. Razlog za to je bil v tem, da je ventilator pihal topel zrak v smeri nekaterih merilnih točk, ki so se zaradi tega še bolj ogrele. Temperature na koncu simulacije pa so bile kljub vsemu podobne kot v prejšnjih dveh primerih.
Skratka, ugotovljeno je bilo, da je vsekakor mogoče krmiliti vrtilno količino ventilatorja s pomočjo funkcijskih polj in enačb, ki opisujejo razmerje med različnimi hitrostmi vrtenja ventilatorja in hitrostmi avtomobila. |
|---|
