基于CFD的房车内流场分析与热舒适性研究
发布时间：2023-04-28 21:19
随着我国汽车工业的发展和国民生活水平的提高,越来越多的人开始选择房车作为旅游出行方式。房车有拖挂式和自行式两种类型,兼具“房”与“车”两大功能,是一种可移动的提供生活居住功能的必备车型。近10年来,我国的房车产业有了爆发式的发展,房车保有量和房车营地都经历了迅猛的增长。但目前国内对房车的相关规定还不够完善,没有形成统一的行业标准。国内对房车的各种研究相对较少,还存在着内部空间设计不合理、舒适度不高、稳定性差等缺点。针对这种现状,本文兼顾空间利用率和行驶稳定性,对比分析某拖挂式A型房车常见的三种内部空间布置。并利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)方法对房车内流场和热舒适性进行研究。分析结果期望以后能够为房车企业提高房车内部空间利用率和改善房车内部热舒适性起到一定的指导作用。主要研究内容如下:首先,分析对比了目前常见的房车内部空间布置方案。以某拖挂式A型房车为研究对象,建立了拖挂式房车的三维模型,详细分析了夏季房车车室的传热特征。并对顶置空调冷负荷进行计算,进行房车空调制冷量匹配。其次,简化房车模型后建立三维网格计算模型,探讨了房车内热...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 内流场研究现状
1.3 热舒适性研究现状
1.3.1 热舒适性评价指标研究现状
1.3.2 乘员舱热舒适性发展研究现状
1.4 研究目标和内容
1.4.1 本文研究目标
1.4.2 本文研究内容
1.4.3 本文主要框架
第二章 拖挂式房车布置设计及内流场计算理论
2.1 拖挂式房车空间布置设计
2.2 房车车室空气流动基本控制方程
2.2.1 质量守恒方程
2.2.2 动量守恒方程
2.2.3 能量守恒方程
2.3 控制方程的离散
2.3.1 离散化方法
2.3.2 离散化格式
2.4 房车内流场数值模拟求解方法
2.4.1 耦合求解法
2.4.2 分离求解法
2.5 辅助模型
2.5.1 湍流模型
2.5.2 辐射换热模型
2.5.3 组分模型
2.6 本章小结
第三章 房车车室传热特征及动态热环境数值模拟
3.1 房车车室传热方式
3.1.1 热传导
3.1.2 热对流
3.1.3 热辐射
3.2 太阳辐射
3.2.1 太阳高度角和方位角
3.2.2 太阳辐射强度
3.3 房车车室传热特征
3.3.1 房车车身传热量
3.3.2 车窗玻璃传热量
3.3.3 房车乘员散热量
3.3.4 房车内机电设备散热量
3.3.5 新风及漏风传热量
3.3.6 房车空调制冷量理论计算
3.4 房车车室动态热环境数值模拟
3.4.1 拖挂式房车物理模型的建立及简化
3.4.2 房车网格划分
3.4.3 运行环境及边界条件设置
3.4.4 多工况正交试验安排
3.5 计算结果分析
3.5.1 夏季自然对流影响下房车内部温度场分析
3.5.2 房车空调作用下内部流场多工况分析
3.6 本章小结
第四章 房车空调送风参数优化
4.1 试验设计(DOE)
4.2 近似模型优化方法
4.2.1 近似模型选择
4.2.2 ISIGHT优化平台与CFD软件集成
4.3 房车空调送风参数多目标优化
4.3.1 多目标优化数学模型及优化流程
4.3.2 构建近似模型进行优化
4.4 优化结果分析
4.4.1 送风参数对内流场影响
4.4.2 Pareto最优解及流场分析
4.5 本章小结
第五章 房车车室热舒适性分析及气流组织评价
5.1 典型截面划分
5.2 人体热舒适性评价体系
5.2.1 EQT评价指标
5.2.2 PMV-PPD评价指标
5.3 房车内热舒适性影响因素分析
5.3.1 相对湿度对人体热舒适性影响
5.3.2 空气温度对人体热舒适性影响
5.3.3 壁面平均辐射温度对人体热舒适性影响
5.4 房车车室热舒适性数值计算
5.4.1 数值计算设置
5.4.2 热舒适性数值计算结果分析
5.5 房车车室气流组织评价
5.5.1 不均匀系数法
5.5.2 空气扩散性能指数
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 本文创新点
6.3 展望
参考文献
在读期间公开发表的论文及参与科研项目
致谢
本文编号：3804498
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 内流场研究现状
1.3 热舒适性研究现状
1.3.1 热舒适性评价指标研究现状
1.3.2 乘员舱热舒适性发展研究现状
1.4 研究目标和内容
1.4.1 本文研究目标
1.4.2 本文研究内容
1.4.3 本文主要框架
第二章 拖挂式房车布置设计及内流场计算理论
2.1 拖挂式房车空间布置设计
2.2 房车车室空气流动基本控制方程
2.2.1 质量守恒方程
2.2.2 动量守恒方程
2.2.3 能量守恒方程
2.3 控制方程的离散
2.3.1 离散化方法
2.3.2 离散化格式
2.4 房车内流场数值模拟求解方法
2.4.1 耦合求解法
2.4.2 分离求解法
2.5 辅助模型
2.5.1 湍流模型
2.5.2 辐射换热模型
2.5.3 组分模型
2.6 本章小结
第三章 房车车室传热特征及动态热环境数值模拟
3.1 房车车室传热方式
3.1.1 热传导
3.1.2 热对流
3.1.3 热辐射
3.2 太阳辐射
3.2.1 太阳高度角和方位角
3.2.2 太阳辐射强度
3.3 房车车室传热特征
3.3.1 房车车身传热量
3.3.2 车窗玻璃传热量
3.3.3 房车乘员散热量
3.3.4 房车内机电设备散热量
3.3.5 新风及漏风传热量
3.3.6 房车空调制冷量理论计算
3.4 房车车室动态热环境数值模拟
3.4.1 拖挂式房车物理模型的建立及简化
3.4.2 房车网格划分
3.4.3 运行环境及边界条件设置
3.4.4 多工况正交试验安排
3.5 计算结果分析
3.5.1 夏季自然对流影响下房车内部温度场分析
3.5.2 房车空调作用下内部流场多工况分析
3.6 本章小结
第四章 房车空调送风参数优化
4.1 试验设计(DOE)
4.2 近似模型优化方法
4.2.1 近似模型选择
4.2.2 ISIGHT优化平台与CFD软件集成
4.3 房车空调送风参数多目标优化
4.3.1 多目标优化数学模型及优化流程
4.3.2 构建近似模型进行优化
4.4 优化结果分析
4.4.1 送风参数对内流场影响
4.4.2 Pareto最优解及流场分析
4.5 本章小结
第五章 房车车室热舒适性分析及气流组织评价
5.1 典型截面划分
5.2 人体热舒适性评价体系
5.2.1 EQT评价指标
5.2.2 PMV-PPD评价指标
5.3 房车内热舒适性影响因素分析
5.3.1 相对湿度对人体热舒适性影响
5.3.2 空气温度对人体热舒适性影响
5.3.3 壁面平均辐射温度对人体热舒适性影响
5.4 房车车室热舒适性数值计算
5.4.1 数值计算设置
5.4.2 热舒适性数值计算结果分析
5.5 房车车室气流组织评价
5.5.1 不均匀系数法
5.5.2 空气扩散性能指数
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 本文创新点
6.3 展望
参考文献
在读期间公开发表的论文及参与科研项目
致谢
本文编号：3804498
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