汽車空調系統(tǒng)仿真優(yōu)化及舒適性研究.pdf

1、在現(xiàn)階段的研究中，對空調系統(tǒng)及其舒適性的研究大多基于試驗的方法，但成本較高，且存在諸多不確定性。隨著計算機技術的發(fā)展，仿真技術具有的成本低、研發(fā)周期短等優(yōu)點使其得到越來越廣泛的應用。本文以某9m客車為研究對象，利用仿真技術對空調系統(tǒng)及部件、乘員艙內流動與傳熱進行了計算分析，并提出了一種用于舒適性評價的方法。
　　在空調制冷循環(huán)理論基礎上，基于KULI軟件搭建了空調系統(tǒng)一維仿真模型，并根據(jù)行駛工況設定運行條件進行仿真計算。仿真值與試

2、驗值對比表明，誤差在可接受范圍內，該模型可用來模擬車輛空調系統(tǒng)的運行。
　　在空調系統(tǒng)中，介質的換熱是以制冷劑相變的形式進行的，利用試驗的手段無法觀察到介質微觀的流動狀態(tài)，且仿真模擬的結果和試驗結果差距明顯，運用CFD手段則可提供解決辦法。本文以膨脹閥和蒸發(fā)器三維造型為基礎，運用FLUENT軟件模擬介質的三維相變過程。首先，以流動傳熱基本方程組為基礎，采用RNG k-ε湍流模型和Mixture多相流模型，并建立了以溫度為變量的R1

3、34a制冷劑各項熱力性質多項式。然后，基于相變原理編寫UDF，計算分析膨脹閥和蒸發(fā)器的工質流速、溫度等結果，并用三維計算得到的換熱系數(shù)修正一維模型，改進模型后再次進行仿真。結果顯示，仿真值與試驗值的誤差明顯減小，證明運用三維仿真對一維模型進行修正可顯著提高一維仿真的精度，具有一定實際意義。
　　在此基礎上，以一維模型結果作為邊界條件，對客車艙內流場進行仿真計算。為更直觀地觀察艙內環(huán)境對人體的影響，在三維造型中加入假人模型來模擬乘客

4、。模擬的結果顯示，由于送風口的數(shù)目較少且口徑較小，送風口出口風速較高，人體體表風速較高，而局部溫度過低。在對風道結構進行改進后，再次進行模擬計算，結果表明出風口風速降低10.1％，人體溫度回升6.2％。
　　對于舒適性的研究，目前最為廣泛應用的評價指標為PMV-PPD和ASHRAE。本文在其他學者研究的各部位熱感覺回歸表達式基礎上，運用層次分析法分析了頭部、軀干、上肢和下肢四個部位在主觀評價中所占的比重，對各部分表達式分別賦以相應