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基于人体热舒适性的汽车空调优化设计
| 论文题名： | 基于人体热舒适性的汽车空调优化设计 |
| 关键词： | 汽车乘员舱;空调系统;优化设计;人体热舒适性;等效温度 |
| 摘要： | 随着我国经济的发展，汽车逐渐进入普通大众的生活，人们一天中待在汽车上的时间越来越长。所以人们对汽车乘坐舒适性的要求逐渐提高，汽车乘员舱内的热舒适性也就越来越受到关注。汽车乘员舱内部空间狭小、相对封闭，如果乘员舱内的舒适性欠佳，驾驶员长期处于其中，就会导致驾驶员容易疲劳，精神恍惚，心情烦躁，注意力不集中等问题，给各种交通事故埋下了严重的隐患。 对于汽车乘员舱内人体热舒适性的研究，目前常用的方法为热舒适性试验和计算机仿真的方法。由于热舒适性试验的成本较高，计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)方法随着计算机技术的飞速发展，在汽车开发过程中的运用越来越广。本文采用CFD技术，首先讨论了CFD技术的原理与内流场的数值模拟，然后为汽车匹配一个合适的空调，最后再采用数值寻优算法对汽车乘员舱的热舒适性进行优化，该种技术手段对汽车的开发设计具有指导意义。本文研究的主要内容有： 1，建立汽车乘员舱三维CAD模型，并添加人体模型，划分计算网格，考虑热辐射，加入太阳射线追踪模型，运用CFD商业软件FLUENT进行计算。以湖南省长沙市的夏季为例，以能量守恒定律反推出汽车在满足乘员舱内热舒适性的条件下的所需空调的制冷量。合适的空调制冷量是汽车满足乘坐热舒适性的基本条件。 2，对乘员舱的热舒适性进行评价。以当量温度Teq为评价指标，将人体分为15个节段，计算每个节段与周围环境的热交换，利用局部热舒适评价指标代替全身热舒适评价指标来研究非均匀环境中人体热舒适性的问题。 3，利用现代设计方法优化汽车空调出风口的尺寸。采用试验设计结合CFD计算选择样本点，以样本点建立二阶响应面近似模型，然后利用数值寻优算法对近似模型进行优化。最后得到空调出风口的合适尺寸。 |
| 作者： | 张文阁 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨易;徐文汉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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