基于CFD的房車內流場分析與熱舒適性研究
發(fā)布時間:2023-04-28 21:19
隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和國民生活水平的提高,越來越多的人開始選擇房車作為旅游出行方式。房車有拖掛式和自行式兩種類型,兼具“房”與“車”兩大功能,是一種可移動的提供生活居住功能的必備車型。近10年來,我國的房車產(chǎn)業(yè)有了爆發(fā)式的發(fā)展,房車保有量和房車營地都經(jīng)歷了迅猛的增長。但目前國內對房車的相關規(guī)定還不夠完善,沒有形成統(tǒng)一的行業(yè)標準。國內對房車的各種研究相對較少,還存在著內部空間設計不合理、舒適度不高、穩(wěn)定性差等缺點。針對這種現(xiàn)狀,本文兼顧空間利用率和行駛穩(wěn)定性,對比分析某拖掛式A型房車常見的三種內部空間布置。并利用計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)方法對房車內流場和熱舒適性進行研究。分析結果期望以后能夠為房車企業(yè)提高房車內部空間利用率和改善房車內部熱舒適性起到一定的指導作用。主要研究內容如下:首先,分析對比了目前常見的房車內部空間布置方案。以某拖掛式A型房車為研究對象,建立了拖掛式房車的三維模型,詳細分析了夏季房車車室的傳熱特征。并對頂置空調冷負荷進行計算,進行房車空調制冷量匹配。其次,簡化房車模型后建立三維網(wǎng)格計算模型,探討了房車內熱...
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 內流場研究現(xiàn)狀
1.3 熱舒適性研究現(xiàn)狀
1.3.1 熱舒適性評價指標研究現(xiàn)狀
1.3.2 乘員艙熱舒適性發(fā)展研究現(xiàn)狀
1.4 研究目標和內容
1.4.1 本文研究目標
1.4.2 本文研究內容
1.4.3 本文主要框架
第二章 拖掛式房車布置設計及內流場計算理論
2.1 拖掛式房車空間布置設計
2.2 房車車室空氣流動基本控制方程
2.2.1 質量守恒方程
2.2.2 動量守恒方程
2.2.3 能量守恒方程
2.3 控制方程的離散
2.3.1 離散化方法
2.3.2 離散化格式
2.4 房車內流場數(shù)值模擬求解方法
2.4.1 耦合求解法
2.4.2 分離求解法
2.5 輔助模型
2.5.1 湍流模型
2.5.2 輻射換熱模型
2.5.3 組分模型
2.6 本章小結
第三章 房車車室傳熱特征及動態(tài)熱環(huán)境數(shù)值模擬
3.1 房車車室傳熱方式
3.1.1 熱傳導
3.1.2 熱對流
3.1.3 熱輻射
3.2 太陽輻射
3.2.1 太陽高度角和方位角
3.2.2 太陽輻射強度
3.3 房車車室傳熱特征
3.3.1 房車車身傳熱量
3.3.2 車窗玻璃傳熱量
3.3.3 房車乘員散熱量
3.3.4 房車內機電設備散熱量
3.3.5 新風及漏風傳熱量
3.3.6 房車空調制冷量理論計算
3.4 房車車室動態(tài)熱環(huán)境數(shù)值模擬
3.4.1 拖掛式房車物理模型的建立及簡化
3.4.2 房車網(wǎng)格劃分
3.4.3 運行環(huán)境及邊界條件設置
3.4.4 多工況正交試驗安排
3.5 計算結果分析
3.5.1 夏季自然對流影響下房車內部溫度場分析
3.5.2 房車空調作用下內部流場多工況分析
3.6 本章小結
第四章 房車空調送風參數(shù)優(yōu)化
4.1 試驗設計(DOE)
4.2 近似模型優(yōu)化方法
4.2.1 近似模型選擇
4.2.2 ISIGHT優(yōu)化平臺與CFD軟件集成
4.3 房車空調送風參數(shù)多目標優(yōu)化
4.3.1 多目標優(yōu)化數(shù)學模型及優(yōu)化流程
4.3.2 構建近似模型進行優(yōu)化
4.4 優(yōu)化結果分析
4.4.1 送風參數(shù)對內流場影響
4.4.2 Pareto最優(yōu)解及流場分析
4.5 本章小結
第五章 房車車室熱舒適性分析及氣流組織評價
5.1 典型截面劃分
5.2 人體熱舒適性評價體系
5.2.1 EQT評價指標
5.2.2 PMV-PPD評價指標
5.3 房車內熱舒適性影響因素分析
5.3.1 相對濕度對人體熱舒適性影響
5.3.2 空氣溫度對人體熱舒適性影響
5.3.3 壁面平均輻射溫度對人體熱舒適性影響
5.4 房車車室熱舒適性數(shù)值計算
5.4.1 數(shù)值計算設置
5.4.2 熱舒適性數(shù)值計算結果分析
5.5 房車車室氣流組織評價
5.5.1 不均勻系數(shù)法
5.5.2 空氣擴散性能指數(shù)
5.6 本章小結
第六章 總結與展望
6.1 全文總結
6.2 本文創(chuàng)新點
6.3 展望
參考文獻
在讀期間公開發(fā)表的論文及參與科研項目
致謝
本文編號:3804498
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 內流場研究現(xiàn)狀
1.3 熱舒適性研究現(xiàn)狀
1.3.1 熱舒適性評價指標研究現(xiàn)狀
1.3.2 乘員艙熱舒適性發(fā)展研究現(xiàn)狀
1.4 研究目標和內容
1.4.1 本文研究目標
1.4.2 本文研究內容
1.4.3 本文主要框架
第二章 拖掛式房車布置設計及內流場計算理論
2.1 拖掛式房車空間布置設計
2.2 房車車室空氣流動基本控制方程
2.2.1 質量守恒方程
2.2.2 動量守恒方程
2.2.3 能量守恒方程
2.3 控制方程的離散
2.3.1 離散化方法
2.3.2 離散化格式
2.4 房車內流場數(shù)值模擬求解方法
2.4.1 耦合求解法
2.4.2 分離求解法
2.5 輔助模型
2.5.1 湍流模型
2.5.2 輻射換熱模型
2.5.3 組分模型
2.6 本章小結
第三章 房車車室傳熱特征及動態(tài)熱環(huán)境數(shù)值模擬
3.1 房車車室傳熱方式
3.1.1 熱傳導
3.1.2 熱對流
3.1.3 熱輻射
3.2 太陽輻射
3.2.1 太陽高度角和方位角
3.2.2 太陽輻射強度
3.3 房車車室傳熱特征
3.3.1 房車車身傳熱量
3.3.2 車窗玻璃傳熱量
3.3.3 房車乘員散熱量
3.3.4 房車內機電設備散熱量
3.3.5 新風及漏風傳熱量
3.3.6 房車空調制冷量理論計算
3.4 房車車室動態(tài)熱環(huán)境數(shù)值模擬
3.4.1 拖掛式房車物理模型的建立及簡化
3.4.2 房車網(wǎng)格劃分
3.4.3 運行環(huán)境及邊界條件設置
3.4.4 多工況正交試驗安排
3.5 計算結果分析
3.5.1 夏季自然對流影響下房車內部溫度場分析
3.5.2 房車空調作用下內部流場多工況分析
3.6 本章小結
第四章 房車空調送風參數(shù)優(yōu)化
4.1 試驗設計(DOE)
4.2 近似模型優(yōu)化方法
4.2.1 近似模型選擇
4.2.2 ISIGHT優(yōu)化平臺與CFD軟件集成
4.3 房車空調送風參數(shù)多目標優(yōu)化
4.3.1 多目標優(yōu)化數(shù)學模型及優(yōu)化流程
4.3.2 構建近似模型進行優(yōu)化
4.4 優(yōu)化結果分析
4.4.1 送風參數(shù)對內流場影響
4.4.2 Pareto最優(yōu)解及流場分析
4.5 本章小結
第五章 房車車室熱舒適性分析及氣流組織評價
5.1 典型截面劃分
5.2 人體熱舒適性評價體系
5.2.1 EQT評價指標
5.2.2 PMV-PPD評價指標
5.3 房車內熱舒適性影響因素分析
5.3.1 相對濕度對人體熱舒適性影響
5.3.2 空氣溫度對人體熱舒適性影響
5.3.3 壁面平均輻射溫度對人體熱舒適性影響
5.4 房車車室熱舒適性數(shù)值計算
5.4.1 數(shù)值計算設置
5.4.2 熱舒適性數(shù)值計算結果分析
5.5 房車車室氣流組織評價
5.5.1 不均勻系數(shù)法
5.5.2 空氣擴散性能指數(shù)
5.6 本章小結
第六章 總結與展望
6.1 全文總結
6.2 本文創(chuàng)新點
6.3 展望
參考文獻
在讀期間公開發(fā)表的論文及參與科研項目
致謝
本文編號:3804498
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