某款微型货车除霜风管结构的优化

发布时间：2017-09-22 03:07

  本文关键词：某款微型货车除霜风管结构的优化

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【摘要】：随着汽车科技的发展,人们对汽车的行驶安全以及驾乘舒适性的要求不断提高,这就要求我们在车身总布置的设计中更多的考虑到人的因素,在寒冷冬季的北方,气温非常低,如黑龙江黑河区域气温最低可达零下40℃,在汽车行驶中受环境温度的影响以及室外冷气流的冲击,风窗玻璃内侧往往容易出现结冰现象,风窗玻璃视野变得模糊,影响驾乘的安全行驶。本文主要以某微型货车为例,运用数值模拟的方法对除霜风管的内部结构进行优化设计。汽车空调的除霜原理是以空调出风口为进风口,热气流从除霜风管内部流出,经过仪表板上的隔栅,吹到风窗玻璃内表面,在风窗玻璃内表面形成层流,在冰层上产生对流换热,使冰层逐渐消融。以货车车身、仪表板(包含除霜风管)以及风窗玻璃建立的简化模型,通过对各个除霜风管出风口的风量分配、除霜出口形状以及除霜格栅的吹风方向,改善除霜效果。采用数值模拟方法,对除霜热气流流场分布、除霜云图分布以及热风流与风挡间的换热特性进行研究。研究发现除霜区域的范围与雨刮刮刷的区域存在一定的重合,雨刮器可以作为除霜的一种辅助手段。通过调整导风板的角度、尺寸长短、位置、数量以及除霜风口的横截面积对除霜性能的影响,先以稳态模型的分析建立最为理想结构模型,再以稳态模型的基础数据对其进行瞬态分析,输入相关的瞬时物理环境参数,分析得到稳态模型的除霜性能。STAR CCM+件作为CFD分析方法的一个重要手段,研究结果表明通过对除霜简化模型的分析,可以直观的将除霜风管内部、风窗玻璃内侧的速度场分布以及除霜云图展现出来,对速度场分布以及云图的分析,来指导风管的优化设计,通过对除霜风管内部结构的调整,得到最为理想的除霜模型。以CFD分析方法指导设计除霜风管的结构,提高了空调的除霜性能,同时缩短了我们整个的产品开发周期,在产品设计时对问题的风险进行规避,降低了生产投入的风险,避免生产制造过程中资源浪费。
【关键词】：除霜云图 速度场分布 层流、壁面流动 优化设计 涡流
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.851
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题背景10-12
• 1.2 CFD在汽车除霜模拟中的应用及特点12-13
• 1.3 实验方法和模拟分析的关系13-15
• 第二章 模型简化的理论依据15-20
• 2.1 货车简化除霜模型的建立步骤15-17
• 2.2 除霜模型控制方程的选择17-20
• 2.2.1 连续介质方程17-18
• 2.2.2 流体的导热性方程18-20
• 第三章 某轻型货车风窗玻璃除霜模型的建立20-27
• 3.1 几何模型的建立20-22
• 3.1.1 面网格的前处理21-22
• 3.2 除霜模拟计算参数的设置22-23
• 3.3 除霜性能仿真过程具体参数设置23-26
• 3.3.1 除霜稳态模型24
• 3.3.2 除霜过程的瞬态分析24-26
• 3.4 本章小结26-27
• 第四章 人机工程学在汽车空调除霜中的应用27-31
• 4.1 与汽车除霜相关的人机工程内容27-29
• 4.1.1 H点的确定27-28
• 4.1.2 眼椭圆的确定28-29
• 4.2 除霜范围的确定29-31
• 4.2.1 雨刮系统刮刷范围与除霜范围的关系29-30
• 4.2.2 汽车前方除霜范围的确定30-31
• 第五章 除霜风管的优化改进设计31-47
• 5.1 除霜风管的基本设计原则31-32
• 5.2 建立原始模型进行数值模拟计算32-34
• 5.2.1 前风挡玻璃除霜云图32
• 5.2.2 前风挡玻璃上的速度场分布32-34
• 5.3 风管结构参数的调整对除霜效果的影响34-44
• 5.3.1 导风板的高度调整对除霜效果的影响34-36
• 5.3.2 导风板的数量对除霜效果的影响36-37
• 5.3.3 导风板的位置对除霜效果的影响37-39
• 5.3.4 出风口数量对除霜效果的影响39-41
• 5.3.5 出风口的截面积对除霜效果的影响41-43
• 5.3.6 导风板的角度对除霜效果的影响43-44
• 5.4 除霜模型的瞬态分析44-45
• 5.5 本章小结45-47
• 第六章 除霜模拟试验及结果对比47-53
• 6.1 实验设计47
• 6.2 实验设施及程序47-49
• 6.3 实验结果及分析49-53
• 6.3.1 实验结果49-51
• 6.3.2 CFD模拟与除霜实验结果比对51-53
• 第七章 结论53-54
• 7.1 研究结论53
• 7.2 工作展望53-54
• 参考文献54-57
• 攻读工程硕士学位期间发表的学术论文及科研工作57-58
• 致谢58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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3 邓峰;谷正气;杨易;胡杰桦;袁志群;;汽车前风窗玻璃除霜除雾数值模拟分析和研究[J];汽车工程;2009年02期

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中国硕士学位论文全文数据库 前5条

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4 张晓兰;汽车挡风玻璃除霜性能研究[D];上海交通大学;2007年

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本文编号：898408