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基于CFD的微型车乘员舱乘员热舒适度分析
| 论文题名： | 基于CFD的微型车乘员舱乘员热舒适度分析 |
| 关键词： | 微型车;乘员舱;热舒适度;评价准则;CFD技术 |
| 摘要： | 随着汽车工业的不断发展，汽车成为人们生活中的重要组成部分，人们对汽车乘坐热舒适度的要求越来越高。传统的提高空调功率、加大空调排量等措施在越来越紧张的能源问题面前已不适用，为了在保证乘员舱内乘员的热舒适度的前提下，最大限度地节约空调在夏天制冷、冬天制暖所消耗的能源，就必须对乘员舱内饰结构、空调系统管道分布、出风口格栅等的结构进行最优设计。为了能够快速的为该优化设计提供有效的指导，就需要合适的热舒适度评价指标。因此，深入研究乘员舱壁面传热机理和有效的热舒适度评价指标就具有十分现实的意义。 本文首先介绍了利用CFD(Computational Fluid Dynamic)进行流场数值模拟计算的基本原理，在此基础上为本文研究的乘员舱乘员热舒适性选取合适的温度场分析的湍流模型、边界处理模型和浮力影响处理模型。 对乘员舱内温度场的传热过程进行深入了解，包括其中的车身壁面热传递原理、热传递热阻的计算。考虑到窗框、门支柱等金属面直接延伸到乘员舱内部构件所产生的穿透热桥现象，因此根据不同传热壁面情况，对不同壁面的热阻进行了计算，从而提高了热阻计算的精度和温度场的计算精度。 由于汽车乘员舱内热温度场是集热传导、热对流、热辐射、强迫对流和自然对流的高度复杂流场，传统的乘员舱热舒适度评价准则基本上都是基于稳态的强迫对流传热和简化模型的。针对传统热舒适性评价准则存在的不足，本文在物理热平衡和现有建筑室内相关评价指标的基础上，构建出了一种适合于评价微型车乘员舱乘员热舒适度的准则，即ACS-DR准则。和其它评价准则相比，该方法需求的舒适性评价计算参数少、算法简单，使用起来更加快捷、方便及有效。通过本文研究表明，该新准则可以很好的符合微型汽车的热舒适度评价，新准则较Fanger提出的PMV-PPD准则更适用于高度非均匀瞬态的温度场，更适合应用到微型汽车乘员舱热舒适性开发的快速评判中，提高整车热舒适性开发效率。 最后理论结合工程实践，将该新评价准则应用于某款微型汽车的开发上。结果表明通过利用该评价准则对乘员舱内乘员的热舒适度进行评价，能够快速为空调系统管道几何设计和出风口格栅机构、位置设计提供工程意见，节省开发时间;为以减少空调系统能源损耗为导向的汽车整车开发提供指导方向。 |
| 作者： | 黄木生 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 成艾国;陈涛;廖鸿胡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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