乘员舱动态热环境及人体局部热感觉试验研究

对汽车乘员舱制冷工况下的热环境和人体局部热感觉进行了试验研究.试验工况为制冷、自动模式内循环2种空调模式,温度设定为26 ℃;行驶状态为怠速、行驶2种.试验结果表明:乘员舱气温、相对湿度分布受空间位置及行驶状态影响,舱内风速变化受行驶状态影响较小;局部热感觉呈现短暂迅速升高,然后缓慢下降并最终保持稳定的趋势,不同部位的...     

太阳辐射下车窗玻璃特性对车内温度场的影响研究

太阳辐射严重影响着汽车乘员舱内的热环境,因此降低太阳辐射对车内热环境的干扰对提高乘员乘坐热舒适性及降低汽车能耗有着重要的作用。基于热平衡方程,对汽车乘员舱内外的传导、对流及辐射换热进行分析及理论推导,给出太阳及环境辐射对车内的传热过程的计算方法,并对在我国南方夏季典型天气环境条件下汽车的换热过程进行数值计算,分析不同传热方式对车内温度场的影响作用。结果表明,太阳辐射是车内温度场的最主要影响因素。重点讨论不同车窗玻璃特性对车内温度场的影响,得知车窗玻璃透射率对车内温度场的影响显著,选择合理透射率的车窗玻璃可以大幅降低车内温度值,从而可以在保证乘员的热舒适性的同时降低汽车空调能耗。同时评估车内物体表面辐射吸收率对其温度的影响作用,结果表明存在太阳辐射的情况下表面辐射吸收率对其自身温度的影响明显。     

某车型乘员舱空调热舒适性分析

对东南某车型乘员舱内热舒适性进行仿真分析,考察乘员舱内受到窗外日照辐射、空调吹风口流量及流量配比对人体表面温度的影响,通过乘员舱内热环境的计算,以得出乘员舱内的舒适状况,为评价及改善乘员舱热舒适性环境及空调结构改进提供设计指导;最后仿真结果与样车阶段试验结果对比,以验证仿真模型的可靠性。     

汽车乘坐空间热环境降温过程动态特性分析研究

车内热环境对乘员热舒适性、行车安全和燃油消耗都有重要意义。以我国南方夏季典型天气环境下车内热环境为研究对象,首先建立试验和数值仿真方法;然后对外部环境作用下车内热流场稳态特性进行测试和数值计算,并以此作为初始条件进一步对空调系统作用下车内热环境动态特性进行测试和计算;最后对车内热环境的稳态和动态特性及其影响因素进行分析研究。结果表明车内热环境存在典型的"温室效应";所受太阳辐射强度的不同导致壁面温度存在着较大差异,且在自然对流的作用下气温在高度方向存在明显的分层现象,车内热环境呈现高度非均匀的分布特性;空调开启后,车内气温在10 min左右可达到稳态,而壁面温度的变化速率要小于气温,30 min后依然没有达到稳态,车内仍然存在明显的瞬态非均匀特性。     

基于皮肤温度的辐射供暖热舒适性的试验研究

针对辐射供暖环境下,由于辐射不对称性给人体造成局部不舒适,本文利用PMV—PPD预测方法、人体主观投票和皮肤温度指标对人体热舒适进行了综合研究。试验结果表明:采用PMV—PPD方法预测得到的可接受热舒适区间与人体主观投票存在较大的差异。通过拟合方程预测分析:顶棚辐射供暖环境下,额头温度、手背温度、前臂温度和平均皮肤温度与热感觉相关性显著,当平均皮肤温度在33℃附近,额头温度在32.7℃附近,人体主观感觉舒适性良好;地板辐射供暖环境下,额头温度、手背温度、小腿温度和平均皮肤温度与热感觉密切相关,当人体平均皮肤温度在32.7℃附近,额头温度在32.3℃,人体主观感觉舒适性良好。     

太阳辐射对汽车舱内热环境舒适性的影响研究与改善

太阳辐射是夏季炎热环境下汽车停放在户外汽车舱内热环境最大的热负荷,严重影响车内热环境及乘员热舒适性。运用商用FLUENT软件数值模拟太阳辐射对汽车舱内热环境舒适性的影响,仿真分析研究在没有太阳辐射及不同太阳辐射强度情况下车内热环境的变化,确定太阳辐射对车内热环境舒适性影响大。最后通过降低车窗玻璃的透射率来减少太阳辐射进入车内,达到了改善车内热环境舒适性的目的。     

某乘用车的乘员舱热舒适性分析与研究

采用三维软件UG对某车企轿车进行参数建模,运用ICEM建立体网格,利用Fluent软件计算其流体动力学,应用Realizableκ-ε湍流模型对乘员舱热舒适性进行了数值计算,重点讨论了在各种不同的工况下对车厢内温度场和速度场的影响,为指导汽车乘员舱的热舒适性设计分析提供依据。     

太阳辐射下乘员舱温度场的数值模拟研究

针对太阳辐射对乘员舱内部热环境影响较大的问题,根据雷诺平均(RANS)的方法,采用射线追踪的方法计算了太阳辐射对乘员舱内部温度场的影响,并定量地分析了隔热玻璃的使用对乘员舱温度场的影响。计算结果表明太阳辐射和人体散热对车内温度场均存在明显的影响,采用隔热玻璃能有效地降低太阳透射辐射强度,使得太阳透射辐射平均强度降低了14.4%,仪表盘区域的最高温度降低了3.5℃。研究结果为乘员舱内部热环境的优化提供了新的思路和手段。     

汽车乘员舱安全性与舒适性多学科设计优化

概念设计阶段汽车乘员舱的安全性和舒适性设计是关键任务,两者具有耦合效应,将多学科设计优化运用到乘员舱的设计中实现两个学科的并行设计。针对某款车的乘员舱布置,在该车100%正面碰撞试验基础上,通过乘员损伤分析软件建立该车的正面碰撞乘员约束系统模型并对模型进行验证用于评估其安全性;同时也基于关节强度的概念建立乘员舒适性模型。将多学科设计优化运用到乘员舱的设计中,避免了传统设计方法对安全性和舒适性的单独优化,实现了两个学科的并行设计,缩短了开发周期,最大化了乘员舱的整体性能。为提高计算效率,通过试验设计构建乘员约束系统的Kriging近似模型用于代替仿真模型。结果表明,该方法在较好地满足乘员安全性的同时提高了乘员的乘坐舒适性,在乘员舱布置方面具有较强的工程实用性。     

辐射供冷空调室内热环境控制变量的选择

对辐射供冷系统空调末端与室内热湿环境之间的能量交换过程进行分析,分析了辐射供冷空调室内热环境参数特点。基于热舒适理论,分析了辐射供冷环境低平均辐射温度对人体热感觉的影响,根据辐射供冷空调的特点,从实际应用的角度出发,分析选择适合辐射供冷空调的室内热环境控制变量。通过分析提出辐射供冷室内热环境控制变量应综合考虑平均辐射温度和空气温度两个指标,可将操作温度作为室内热环境控制的反馈变量。     

基于Berkeley热舒适模型的起重机操作室热舒适性优化

本文以某起重机操作室为研究对象,建立基于Berkeley热舒适评价模型,考察了操作室内气流速度对人体表面温度的影响,并对假人的整体、局部热感觉和人体舒适性进行评价。根据分析结果,本文对空调中排管路和系统风量进行优化设计,人体热舒适性得到了大幅度提升,整体热感觉由-2.23提升到-0.27,PPD从56.21%降低到17.65%。     

汽车前风窗玻璃的除霜性能数值研究

基于RNGk-ε湍流模型,对汽车前风窗玻璃的除霜性能进行研究。建立B柱前乘员舱模型和完整乘员舱模型,研究计算域对除霜仿真结果的影响。为保证分析结果的准确性,模型中将驾乘人员及座椅包含在内,且在仿真过程中考虑人体热源的影响。数值分析结果表明,完整乘员舱模型的计算收敛时间比B柱前乘员舱模型增加44%,而两种模型的出风口风量分配和前风窗稳态风速相差很小。两种模型的前风窗平均温度、霜层液态分数差距比较明显,完整乘员舱模型的瞬时除霜结果与实验值能较好吻合,且能准确反映驾驶员呼吸点的温度。因此,当以除霜风道的风量分配为分析目标时可采用B柱前乘员舱模型,但在研究瞬时除霜效果、评价除霜工况下的车内热环境时,必须采用完整乘员舱模型进行分析。     

新一代智能变电站预制舱热设计与舱内热环境数值模拟及评价

为了使智能变电站预制舱在外部环境温度为-25℃~55℃时能够保持内部环境温度在5℃~25℃范围内,提出了预制舱复合型围护结构方案,建立了复合型围护结构综合导热系数和计及太阳辐射效应的有效传热系数计算模型,提出了舱内热负荷的理论计算方法并计算了某型预制舱热负荷。基于计算流体动力学和传热学原理并借助CFD软件模拟了舱内流场和温度场,建立了预制舱内部热环境评价模型并进行了人机舒适性评价。热工参数计算结果符合工程实际,数值仿真和热环境评价结果表明舱内流场和温度场分布均匀,热设计合理,舱内热环境人机舒适性好。此方法可用于新型预制舱热力学参数计算,研究成果可作为预制舱工程化应用的设计依据。     

基于中国乘员的汽车座椅乘坐姿态舒适性评价分级模型

为研究汽车座椅乘员姿态舒适性问题,针对影响乘员舒适性的矢状面姿态角度指标,文中提出了一种基于中国人群覆盖范围和博弈组合赋权的评价分级方法。首先,采用动作捕捉技术获取乘员各舒适姿态角度,得到角度覆盖的人群范围,从而计算各姿态角度指标得分;采用G1法和熵权法分别计算各指标的主客观权重,基于博弈组合赋权得到各指标的综合最优权重;最终,根据各指标得分及最优权重,按照加权平均方式得到汽车座椅整体姿态舒适性评分;制订5级分级标准获取汽车座椅乘坐姿态舒适性等级。通过被试乘坐汽车座椅的主观体验评分验证建立的分级模型的可行性,为国内智能座舱的座椅姿态调节模式优化设计提供指导和依据。     

地面空调送风工况下改舱客机热舒适性数值模拟

改舱客机通过减小座椅排距增加客舱座位数,为航空公司带来经济效益,但座椅排距的改变使原有的地面空调送风方式已不适用于改舱客机,容易导致客舱内的热舒适性不佳。针对此问题建立了改舱后的波音737客舱仿真模型,并通过实验舱验证了仿真模型的准确性。基于合理的改舱模型,模拟分析了客舱内的温度场、风速场,考虑到改舱导致的客舱内部流场分布不均匀的问题,提出以预测平均投票(Predicted Mean Vote,PMV)和吹风感指数(Draft Rate,DR)作为热舒适性评价指标,构建评价函数综合评价改舱后的热舒适性,求解得出满足热舒适性要求的改舱客机最佳送风速度。该方法为改舱客机的热舒适性控制提供参考。     

汽车空调的特点与汽车热舒适性的分析

空调已经成为现代汽车不可或缺的重要组成系统,如何进行正确调节使车内人员舒适已经成为社会热点话题。因此,阐述热舒适性的概念,介绍汽车空调的特点,从人体生理特性、汽车送风方式等方面论述汽车热舒适性,并分析影响汽车热舒适性的相关参数,以供参考。     

多因素耦合的多层结构传热模型及车舱内动态传热特性

针对目前单层结构传热研究中难以准确反映汽车结构内外层复杂的非均匀动态传热问题,在汽车全天候动态温度特性试验的基础上,提出一种与自然环境多因素相耦合的多层结构动态传热模型分析方法。与单层模型相比,多层模型动态温度误差均在10%以内,具有更高的准确性。仿真得到乘坐区非均匀温度分布和动态传热特性规律,定量对比和分析辐射、对流和传导三种传热方式对乘坐区吸热和散热的影响,分析结果表明,太阳辐射不均衡分布是自然暴露试验中乘坐空间出现多个局部高温区的主要原因。重点研究和预测不同车窗、车身和座椅属性组合下乘坐区动态传热特性变化规律,该传热模型和研究方法可用于评估乘坐空间动态传热特性,可为汽车设计制造提供一种研究乘坐空间动态热负荷和热舒适性的方法。     

自动空调乘客舱实时温度模型开发及应用

为了完成自动空调乘客舱温度传感器的虚拟化,基于热网络、能量平衡的理论,对乘客舱车身、玻璃、空调送风系统、乘客舱内外环境等建立实时温度模型,并将模型编译下载到某一车型自动空调控制器,完成风洞、道路典型工况测试,结果表明模型计算的车内温度和实际测量值一致性较好,完全可以取代乘客舱内实际温度传感器。     

空调客车内部流场计算流体动力学数值模拟

针对某型空调客车，应用κ-ε紊流模型及贴体坐标，采用SIMPLE算法计算了室内气固耦合传热问题，采用Monte Carlo法分析计算了太阳透射辐射在车室内固体表面引起的附加热流变化，对空调客车室内气流场和温度场进行了数值模拟。通过实验测定对比分析，数值计算值与测定值基本吻合。研究结果表明：乘坐区乘客头部高度水平面内温度分布均匀，比较理想；回风口下方区域的温度和驾驶区司机头部温度偏高，对热舒适性不利。研究结果为改善车内人体冷热舒适性提供了理论依据，对车内气流组织优化设计有指导意义。     

关于列车空调机组模糊控制实现方式的探讨

本文主要论述了在不改变现有空调机组结构的情况下(包括压缩机的工作方式),只改变空调机组的通风机的控制方式,通过对空调机组通风机的模糊变频控制来调节车内温度、风速和空气含氧量,改善了车内空气质量,使得空调列车乘坐的舒适性得到进一步提高.