汽车局部空调热舒适性分析及优化

发布时间：2020-09-18 13:33

　　 汽车空调的主要作用是调节驾驶舱内热环境,改善乘员乘坐的热舒适性。而夏季汽车空调开启将会导致整车动力性降低,燃油消耗增加,因此在不牺牲乘员热舒适性的前提下降低汽车空调的能耗成为目前汽车空调产品设计的趋势。而汽车作为出行工具,驾驶舱内仅有驾驶员存在的情况比较常见,此时若采用普通汽车空调来改善驾驶员热舒适性将会造成能源浪费。因此通过研究新型的汽车空调送风结构来平衡热舒适性和节能之间的矛盾具有重要意义。目前对于驾驶舱内流场的研究主要分为数值仿真与试验研究,试验研究方法价格昂贵且获取流场数据有限,因此本文对驾驶舱内流场的研究方法为数值仿真。本文首先建立了1:1驾驶舱几何模型,然后对仿真边界条件进行了合理的设置,并通过驾驶舱内流场试验对所建立模型以及仿真边界条件的正确性进行了验证。本文选取了两种驾驶舱内热舒适性评价标准——加权PMV和等效温度_(0))来对驾驶舱内驾驶员热舒适性进行评价,这两种评价标准得到了相互验证。随后选取了送风温度和送风风速两种参数对普通汽车空调驾驶舱内流场及温度场特性和驾驶员热舒适性进行了研究,并计算了不同工况下汽车空调的制冷量。最后依照现有空调送风口结构形式设计了三种汽车局部空调送风口结构,并研究了在汽车局部空调送风结构形式下各种工况驾驶舱内流场及温度场分布特性,然后从热舒适性以及节能的角度对汽车局部空调结构设计的合理性进行了分析。并选取了普通汽车空调工况中热舒适性较好的一种工况作为对比工况,验证了汽车局部空调的节能效果和降温效果。最终结果表明,汽车局部空调在采用顶置送风口与侧位送风口组合供风的工况下人体热舒适性评价结果良好且节能效果显著,在顶置送风口与侧位送风口组合供风下,汽车局部空调比普通汽车空调节能约41.4%,即汽车局部空调在不降低驾驶员热舒适水平的基础上实现了节能。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.851
【部分图文】：

图 2.1 CFD 仿真流程图制方程流场内的流动要遵守质量守恒定律、动量。除此之外，如果流体内存在多种组分时状态时还要遵守的附加湍流运输方程。有流动问题都需要遵循的基本定律。质量单位时间内流体微元体中质量的增加，与质量守恒方程的表达式为： 0u v wt x y z ……

rical Simulation，DNS)和非直接数值模拟。直接模拟方法对瞬时湍流控制方解，非直接数值模拟方法则设法对湍流做一些近似和简化处理而不直接计特性。湍流数值模拟方法的分类如图 2.2 所示：

第 2 章 驾驶舱内流场仿真与人体热舒适性理论基础单独存在的而是同时进行的。车体与环境之间的热交换受车身颜色、玻璃材质、车体护围材料与结构、行驶速度等多种因素的影响，正确理解驾驶舱与环境之间的热传递过程原理和计算方法及每种方式对驾驶舱内热环境的影响对研究驾驶舱内热环境具有重要意义，也是得到真实且准确的仿真结果的重要基础。

【参考文献】

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本文编号：2821712