空调轿车车室内气流组织的数值模拟

发布时间：2017-03-18 17:04

  本文关键词：空调轿车车室内气流组织的数值模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以空调轿车车室内的空气为研究对象,详细分析了车室内的空气流动与传热,以计算流体动力学(CFD)为基础,采用RNGκ-ε双方程模型和壁面函数法,对空调轿车进行了合理的简化,考虑到太阳辐射,人体热边界等,建立了空调轿车车室内的三维紊流模型,得到了空调车室内温度场、速度场的控制方程。 就不同的送风速度、送风温度、送风角度以及送风口位置等,对车室内气流组织进行了定性、定量的比较分析。以FLUENT作为数值模拟平台,得到了速度场以及温度场的数值解,并对四种典型情况下的速度场和温度场进行了分析。用TECPLOT软件将计算结果可视化,得到各特征断面温度场和流场的分布图。求得工作区域的速度不均匀系数、温度不均匀系数以及空气分布特性指标,为车室内气流组织分布的优化设计提供依据。 结果认为:送风速度增大时,车室内的温度普遍下降,流速增加;送风温度升高时,车室内流速的线型基本不变,温度普遍升高;送风倾角的变化对车室内空气的流动形式有较大的影响;送风口的位置改变对车室后部的温度场影响不大。送风速度过高或过低,各计算截面的ADPI指标都会偏低,送风速度增大时,各计算截面的速度、温度不均匀系数有所降低,但是幅度不大,所以没必要大幅度增加送风速度来追求较低的不均匀系数。送风温度的改变对于这Ⅲ平面和Ⅳ平两个平面的温度不均匀系数基本上没有什么影响。不同的送风角度对于Ⅳ平面的温度不均匀系数也影响不大。当车室内冷负荷减小时降低送风速度,或者稍微升高送风温度,不仅可以获得与全负荷下相类似的空调效果,还能有助于节省能源。 最后,提出了对进一步工作的展望。
【关键词】：轿车 紊流模型 气流组织 舒适性评价
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U463.851
【目录】：

• 第一章 引言8-17
• 1.1 课题研究背景和意义8-10
• 1.1.1 乘员或司机的舒适感与气流组织的关系8-9
• 1.1.2 车室内气流组织数值模拟的意义9-10
• 1.2 汽车空调热舒适性的评价10-12
• 1.3 国内外空调车室内气流组织研究现状12-16
• 1.3.1 空调车室内气流组织的数值模拟12-15
• 1.3.1.1 CFD技术的发展13
• 1.3.1.2 模型方程的应用13-14
• 1.3.1.3 应用软件的发展14-15
• 1.3.2 流体流场的测试与实验研究15
• 1.3.3 现有研究存在的问题15-16
• 1.4 本论文研究的主要内容与方法16-17
• 第二章 三维紊流流动及数值计算方法17-26
• 2.1 紊流流动概述17-18
• 2.2 紊流的数值模拟方法18-20
• 2.2.1 直接模拟19
• 2.2.2 大涡模拟19
• 2.2.3 Reynolds(雷诺)时均方程法19-20
• 2.3 k-ε紊流模型20-22
• 2.3.1 标准k-ε双方程模型20-21
• 2.3.2 重整化群 RNG k-ε模型21-22
• 2.4 近壁面与固体区域边界条件的确定方法22-24
• 2.4.1 近壁面附近区域的处理22-23
• 2.4.2 固体壁面边界条件的处理23-24
• 2.5 FLUENT简介24-25
• 2.6 小结25-26
• 第三章 空调车室内模型的建立与分析26-38
• 3.1 概述26
• 3.2 物理模型26-28
• 3.3 网格划分28-29
• 3.4 数学模型29-30
• 3.5 参数设置30-31
• 3.5.1 入口边界30
• 3.5.2 出口边界30
• 3.5.3 其它参数设置30-31
• 3.6 太阳辐射热边界条件31-36
• 3.6.1 车室各外壁面受到的太阳辐射32-33
• 3.6.2 日照表面综合温度的计算33-34
• 3.6.3 车窗上的太阳辐射34
• 3.6.4 车体围护结构的传热过程34-36
• 3.7 人体散热36-37
• 3.8 小结37-38
• 第四章 模拟工况结果及分析38-54
• 4.1 数值计算结果38-48
• 4.1.1 送风速度即送风量对车室内流场和温度场的影响39-41
• 4.1.2 送风温度对车室内流场和温度场的影响41-43
• 4.1.3 送风角度对车室内流场和温度场的影响43-46
• 4.1.4 送风口位置对车室内速度场和温度场的影响46-48
• 4.2 气流组织评价48-53
• 4.2.1 不均匀系数48-51
• 4.2.2 热舒适性51-53
• 4.2.2.1 PMV-PPD指标51-52
• 4.2.2.2 有效温度差与空气分布特性指标52-53
• 4.3 小结53-54
• 第五章 结论与展望54-56
• 5.1 结论54-55
• 5.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间的研究成果59-60
• 致谢60-61
• 学位论文独创性声明、学位论文知识产权声明61

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 陈昊;孙淑凤;王立;;汽车座椅局部散热除湿研究[A];中国制冷学会2007学术年会论文集[C];2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 马宁;汽车风挡除霜性能控制分析[D];吉林大学;2007年

  本文关键词：空调轿车车室内气流组织的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：254742