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车室内流场和温度场的仿真模拟和试验研究
| 论文题名： | 车室内流场和温度场的仿真模拟和试验研究 |
| 关键词： | 汽车车室;流场;温度场;数值仿真;空调系统 |
| 摘要： | 车室的空间结构复杂,车室内的流体流动和换热一直是汽车空调领域研究的重点和难点。汽车空调的送风口布置形式和送风气流组织形式直接影响着车内的空气流速分布和车内的温度分布。通过汽车空调系统可以调节车室内的热环境,使得车室内的流场和温度场分布合理,提高车内乘员的乘坐舒适性。目前应用比较普遍的研究空调车室内流场和温度场的方法是数值模拟。 本课题首先介绍了车室内流场和温度场数值模拟和试验研究的国内外现状、汽车空调系统和乘坐舒适性理论以及数值模拟理论;其次应用CATIA软件建立了车室的物理模型,利用GAMBIT软件对车室模型进行结构化网格划分,将划分后的网格模型导入FLUENT软件进行多工况下的数值仿真计算。然后分析送风速度、送风温度、送风角度和出口压力对车室流场和温度场分布的影响以及最优送风射流条件下的车内特殊位置点的流速和温度。进行车室内特殊位置点温度和流速测定试验,对比仿真结果与试验结果,验证建立的车室仿真模型的正确性,提出改善车内流场和温度场分布均匀性的方法。 通过车室内流场和温度场数值模拟和试验研究的得出:第一,随着送风速度的增加,冬天进入车内的暖风量增加,流体卷吸空气的能力增加,车内温度也随之升高,车室前排座椅阻挡气流向车室后排流动,车室前后排流速差异较大;第二,随着送风速度增加,车内温度普遍升高,但是送风温度对车室流场的影响不大;第三,改变送风角度可以改善车内流场和温度场分布合理性;第四,出口压力对温度场和流场的影响较小。总之,根据送风速度、送风温度以及送风角度对流场和温度场的影响,以理想的送风温度和送风速度向车内送风,可以满足车内大部分乘员的热舒适性,但是车室内前后排的空气流速差异较大,室内速度场分布不均匀,考虑在车室后排空间设计一个出风口来加以改进。对改进以后的车室模型进行数值计算,由分析计算结果可知速度场分布均匀性明显提高。 |
| 作者： | 文妙妙 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张维峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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