某型轿车车室内流场数值模拟分析
发布时间：2021-10-29 13:19
轿车车室内流场的分布情况直接关系着司乘人员的舒适体验,并间接影响驾驶安全性,加之轿车内部结构复杂、气体流动极不规则,如何让车室内流场分布满足人体舒适性要求是一个具有挑战性而意义重大的研究课题。采用计算流体力学的方法对轿车车室内流场进行数值模拟,可以直观而有效地将内流场的分布特性呈现出来,以便研究车室内流场的分布规律及对人体舒适性的影响。本文以某型轿车为研究对象,探究送风速度、送风温度与送风角度这三个送风参数对车室内流场的影响规律。首先介绍车室内流场的数值模拟方法与数学计算模型,并根据车室内空气流动特点对车室内的传热特征进行分析,为数值模拟分析奠定理论基础;然后在Solid Works中建立轿车车室物理简化模型,并导入STAR-CCM+进行网格划分和边界条件设置;接着对不同送风速度、送风温度与送风角度条件下的车室内流场进行数值模拟,截取重要位置剖面的速度与温度分布云图进行定性评价,确定该型轿车的最佳送风方案,并得出不同送风参数对车室内流场及人体舒适性的影响规律;最后通过气流组织评价指标对不同送风参数条件下的车室内气流组织情况和舒适度进行客观科学的评价,对定性评价所得结论的准确性与合理性予...
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车室与外界环境的热交换示意图
第3章轿车车室内模型建立与分析20第3章轿车车室内模型建立与分析3.1车室内物理模型的建立本文以某型轿车为研究对象，在SolidWorks中建立轿车车室模型，进而对车室内流场进行数值模拟。由于轿车的实际结构非常复杂，如果完全以具体车室作为计算域，会大大增加工作量。在网格划分时，结构复杂会导致过多的网格单元和节点，而计算机性能和计算资源有限，增大了模拟分析难度；另一方面，车室内的一些细小结构不能与车室整体网格的尺寸相适应，从而降低网格的质量，进而影响分析结果的精度。所以，为满足工程需求，需要对车室模型进行一定程度的合理简化。轿车车室物理模型是按照实际车型的尺寸大小建立的，由于模拟分析的对象是轿车车室内流场，所以忽略一些对流场分析影响很小的结构，只保留对车室内流场分析影响大的前后排座椅等，并在车室主驾驶位置加入人体模型。根据车室内流场分析需要，对车室模型进行合理简化，具体如下：（1）忽略门把手、灯具、前后视镜、扰流板、雨刮器和装饰条等轿车的外部附件，以及后备箱、车轮、档位杆、方向盘等对内流场模拟基本无影响的结构；（2）整个车室外表面围护结构，如车架和车蒙皮，均视为同一材质；（3）轿车仪表台整体看做是一个梯形台，其顶部为水平面；（4）轿车空调的三个送风口布置在车室前方的仪表盘上，中间一个较大，左右两个较小，两个同样大小的回风口布置在前排乘员脚部前方的位置；（5）除了车顶，车体其他部分的外围结构均视为平面。简化的轿车车室三维模型、以成年男子的尺寸标准建立主驾驶位置上的人体模型分别如图3-1、3-2所示。图3-1轿车车室三维模型图3-2人体模型Fig.3-1ThreeDimensionalModelofCarRoomFig.3-2HumanBodyModel
第3章轿车车室内模型建立与分析20第3章轿车车室内模型建立与分析3.1车室内物理模型的建立本文以某型轿车为研究对象，在SolidWorks中建立轿车车室模型，进而对车室内流场进行数值模拟。由于轿车的实际结构非常复杂，如果完全以具体车室作为计算域，会大大增加工作量。在网格划分时，结构复杂会导致过多的网格单元和节点，而计算机性能和计算资源有限，增大了模拟分析难度；另一方面，车室内的一些细小结构不能与车室整体网格的尺寸相适应，从而降低网格的质量，进而影响分析结果的精度。所以，为满足工程需求，需要对车室模型进行一定程度的合理简化。轿车车室物理模型是按照实际车型的尺寸大小建立的，由于模拟分析的对象是轿车车室内流场，所以忽略一些对流场分析影响很小的结构，只保留对车室内流场分析影响大的前后排座椅等，并在车室主驾驶位置加入人体模型。根据车室内流场分析需要，对车室模型进行合理简化，具体如下：（1）忽略门把手、灯具、前后视镜、扰流板、雨刮器和装饰条等轿车的外部附件，以及后备箱、车轮、档位杆、方向盘等对内流场模拟基本无影响的结构；（2）整个车室外表面围护结构，如车架和车蒙皮，均视为同一材质；（3）轿车仪表台整体看做是一个梯形台，其顶部为水平面；（4）轿车空调的三个送风口布置在车室前方的仪表盘上，中间一个较大，左右两个较小，两个同样大小的回风口布置在前排乘员脚部前方的位置；（5）除了车顶，车体其他部分的外围结构均视为平面。简化的轿车车室三维模型、以成年男子的尺寸标准建立主驾驶位置上的人体模型分别如图3-1、3-2所示。图3-1轿车车室三维模型图3-2人体模型Fig.3-1ThreeDimensionalModelofCarRoomFig.3-2HumanBodyModel
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同工况参数的车室气流组织的模拟分析[J]. 黄文才,胡广地. 计算机仿真. 2018(12)
[2]汽车乘坐空间热环境降温过程动态特性分析研究[J]. 张文灿,陈吉清,兰凤崇. 机械工程学报. 2016(14)
[3]汽车空调送风格栅优化与乘员热舒适性改进[J]. 唐江明,谷正气,莫志姣,文琪,张沙. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[4]太阳辐射下汽车仪表板热负荷的数值模拟与实验研究[J]. 陈吉清,李丽芬,兰凤崇,揭敢新. 汽车工程. 2015(12)
[5]汽车空调风道改进及对乘员热舒适性影响分析[J]. 谷正气,申红丽,杨振东,尹郁琦. 重庆大学学报. 2013(08)
[6]基于层流动能湍流模型的数值模拟方法[J]. 甘文彪,周洲. 计算物理. 2013(02)
[7]太阳辐射下车窗玻璃特性对车内温度场的影响研究[J]. 张文灿,陈吉清,兰凤崇. 机械工程学报. 2011(22)
[8]非均匀热环境下人体热舒适的计算与边界条件[J]. 刘淑艳,王保国,林欢,王景璐. 北京理工大学学报. 2010(01)
[9]空调车室内瞬态温度场的数值模拟[J]. 丁能根,洪四华,葛尧,刘峰. 北京汽车. 2008(02)
[10]空调客车室内太阳辐射换热比例分布研究[J]. 吴俊云,刘训海,陈芝久. 上海理工大学学报. 2004(06)
硕士论文
[1]轿车室内气流组织与空气品质的研究[D]. 李杰.桂林电子科技大学 2019
[2]车内热环境评价分析及乘员热舒适实验研究[D]. 邹佳庆.东华大学 2019
[3]汽车局部空调热舒适性分析及优化[D]. 王彬彬.吉林大学 2018
[4]纯电动公交车内气流分布特性及热舒适性研究[D]. 周柯.西南交通大学 2017
[5]某轻型客车室内流场与热舒适性研究[D]. 黄继文.厦门理工学院 2016
[6]乘员舱内颗粒污染物的运动与分布规律数值模拟研究[D]. 庄晨.湖南大学 2016
[7]基于喷嘴送风的座舱环境下人体整体舒适感研究[D]. 程腾飞.重庆大学 2016
[8]车辆乘员舱热舒适性分析[D]. 杨淑娟.重庆大学 2016
[9]车室内流场和温度场的数值模拟与研究[D]. 何良.上海工程技术大学 2016
[10]基于人体热舒适性的汽车空调除霜性能研究[D]. 赵林林.上海工程技术大学 2016
本文编号：3464733
【文章来源】：长江大学湖北省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
车室与外界环境的热交换示意图
第3章轿车车室内模型建立与分析20第3章轿车车室内模型建立与分析3.1车室内物理模型的建立本文以某型轿车为研究对象，在SolidWorks中建立轿车车室模型，进而对车室内流场进行数值模拟。由于轿车的实际结构非常复杂，如果完全以具体车室作为计算域，会大大增加工作量。在网格划分时，结构复杂会导致过多的网格单元和节点，而计算机性能和计算资源有限，增大了模拟分析难度；另一方面，车室内的一些细小结构不能与车室整体网格的尺寸相适应，从而降低网格的质量，进而影响分析结果的精度。所以，为满足工程需求，需要对车室模型进行一定程度的合理简化。轿车车室物理模型是按照实际车型的尺寸大小建立的，由于模拟分析的对象是轿车车室内流场，所以忽略一些对流场分析影响很小的结构，只保留对车室内流场分析影响大的前后排座椅等，并在车室主驾驶位置加入人体模型。根据车室内流场分析需要，对车室模型进行合理简化，具体如下：（1）忽略门把手、灯具、前后视镜、扰流板、雨刮器和装饰条等轿车的外部附件，以及后备箱、车轮、档位杆、方向盘等对内流场模拟基本无影响的结构；（2）整个车室外表面围护结构，如车架和车蒙皮，均视为同一材质；（3）轿车仪表台整体看做是一个梯形台，其顶部为水平面；（4）轿车空调的三个送风口布置在车室前方的仪表盘上，中间一个较大，左右两个较小，两个同样大小的回风口布置在前排乘员脚部前方的位置；（5）除了车顶，车体其他部分的外围结构均视为平面。简化的轿车车室三维模型、以成年男子的尺寸标准建立主驾驶位置上的人体模型分别如图3-1、3-2所示。图3-1轿车车室三维模型图3-2人体模型Fig.3-1ThreeDimensionalModelofCarRoomFig.3-2HumanBodyModel
第3章轿车车室内模型建立与分析20第3章轿车车室内模型建立与分析3.1车室内物理模型的建立本文以某型轿车为研究对象，在SolidWorks中建立轿车车室模型，进而对车室内流场进行数值模拟。由于轿车的实际结构非常复杂，如果完全以具体车室作为计算域，会大大增加工作量。在网格划分时，结构复杂会导致过多的网格单元和节点，而计算机性能和计算资源有限，增大了模拟分析难度；另一方面，车室内的一些细小结构不能与车室整体网格的尺寸相适应，从而降低网格的质量，进而影响分析结果的精度。所以，为满足工程需求，需要对车室模型进行一定程度的合理简化。轿车车室物理模型是按照实际车型的尺寸大小建立的，由于模拟分析的对象是轿车车室内流场，所以忽略一些对流场分析影响很小的结构，只保留对车室内流场分析影响大的前后排座椅等，并在车室主驾驶位置加入人体模型。根据车室内流场分析需要，对车室模型进行合理简化，具体如下：（1）忽略门把手、灯具、前后视镜、扰流板、雨刮器和装饰条等轿车的外部附件，以及后备箱、车轮、档位杆、方向盘等对内流场模拟基本无影响的结构；（2）整个车室外表面围护结构，如车架和车蒙皮，均视为同一材质；（3）轿车仪表台整体看做是一个梯形台，其顶部为水平面；（4）轿车空调的三个送风口布置在车室前方的仪表盘上，中间一个较大，左右两个较小，两个同样大小的回风口布置在前排乘员脚部前方的位置；（5）除了车顶，车体其他部分的外围结构均视为平面。简化的轿车车室三维模型、以成年男子的尺寸标准建立主驾驶位置上的人体模型分别如图3-1、3-2所示。图3-1轿车车室三维模型图3-2人体模型Fig.3-1ThreeDimensionalModelofCarRoomFig.3-2HumanBodyModel
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于不同工况参数的车室气流组织的模拟分析[J]. 黄文才,胡广地. 计算机仿真. 2018(12)
[2]汽车乘坐空间热环境降温过程动态特性分析研究[J]. 张文灿,陈吉清,兰凤崇. 机械工程学报. 2016(14)
[3]汽车空调送风格栅优化与乘员热舒适性改进[J]. 唐江明,谷正气,莫志姣,文琪,张沙. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(03)
[4]太阳辐射下汽车仪表板热负荷的数值模拟与实验研究[J]. 陈吉清,李丽芬,兰凤崇,揭敢新. 汽车工程. 2015(12)
[5]汽车空调风道改进及对乘员热舒适性影响分析[J]. 谷正气,申红丽,杨振东,尹郁琦. 重庆大学学报. 2013(08)
[6]基于层流动能湍流模型的数值模拟方法[J]. 甘文彪,周洲. 计算物理. 2013(02)
[7]太阳辐射下车窗玻璃特性对车内温度场的影响研究[J]. 张文灿,陈吉清,兰凤崇. 机械工程学报. 2011(22)
[8]非均匀热环境下人体热舒适的计算与边界条件[J]. 刘淑艳,王保国,林欢,王景璐. 北京理工大学学报. 2010(01)
[9]空调车室内瞬态温度场的数值模拟[J]. 丁能根,洪四华,葛尧,刘峰. 北京汽车. 2008(02)
[10]空调客车室内太阳辐射换热比例分布研究[J]. 吴俊云,刘训海,陈芝久. 上海理工大学学报. 2004(06)
硕士论文
[1]轿车室内气流组织与空气品质的研究[D]. 李杰.桂林电子科技大学 2019
[2]车内热环境评价分析及乘员热舒适实验研究[D]. 邹佳庆.东华大学 2019
[3]汽车局部空调热舒适性分析及优化[D]. 王彬彬.吉林大学 2018
[4]纯电动公交车内气流分布特性及热舒适性研究[D]. 周柯.西南交通大学 2017
[5]某轻型客车室内流场与热舒适性研究[D]. 黄继文.厦门理工学院 2016
[6]乘员舱内颗粒污染物的运动与分布规律数值模拟研究[D]. 庄晨.湖南大学 2016
[7]基于喷嘴送风的座舱环境下人体整体舒适感研究[D]. 程腾飞.重庆大学 2016
[8]车辆乘员舱热舒适性分析[D]. 杨淑娟.重庆大学 2016
[9]车室内流场和温度场的数值模拟与研究[D]. 何良.上海工程技术大学 2016
[10]基于人体热舒适性的汽车空调除霜性能研究[D]. 赵林林.上海工程技术大学 2016
本文编号：3464733
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