皮卡車空調(diào)流場分析與優(yōu)化.pdf

1、汽車空調(diào)作為汽車結(jié)構(gòu)中的主要系統(tǒng)之一，直接影響汽車車室的舒適性和安全性:冬季要求空調(diào)對前擋風(fēng)玻璃進(jìn)行除霜，確保駕駛員的安全視野;夏季要求空調(diào)對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行降溫，為乘員提供良好的熱舒適感。汽車流場的氣流分布和溫度分布決定了空調(diào)的除霜效果和降溫效果，已成為汽車設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。本文結(jié)合某汽車設(shè)計公司實(shí)際需求，以處于設(shè)計初期的皮卡車作為研究對象，主要進(jìn)行皮卡除霜風(fēng)管通風(fēng)設(shè)計、皮卡前擋風(fēng)玻璃霜層解化特性以及皮卡空調(diào)進(jìn)風(fēng)口人體舒適性優(yōu)化設(shè)計的研

2、究。
　　在皮卡除霜風(fēng)管通風(fēng)設(shè)計方面，使用CATIA三維軟件建立除霜風(fēng)管的結(jié)構(gòu)模型，采用FLUENT軟件對其除霜通風(fēng)特性進(jìn)行模擬分析，以合理分配出風(fēng)流量，降低壓力損失作為目標(biāo)進(jìn)行修改，并對修改設(shè)計后的風(fēng)管模型與原設(shè)計模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，結(jié)果表明修改后的除霜風(fēng)管風(fēng)量分配更加合理，氣流范圍增大，壓力損失減少，有利于提高皮卡空調(diào)除霜效果。
　　在前擋風(fēng)玻璃霜層解化特性研究中，以皮卡三維結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)，采用FLUENT中的標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍

3、流模型以及融化/凝固模型對皮卡車前擋風(fēng)玻璃外表面霜層解化性能進(jìn)行CFD數(shù)值模擬研究。從速度云圖、溫度云圖、溫變特性、平均液相率、玻璃外表面流量等方面比較分析了解霜?dú)饬鳒囟?、氣流流量、環(huán)境初始溫度、進(jìn)風(fēng)口與玻璃下邊沿距離、進(jìn)風(fēng)碰撞角對霜層解化效果的影響，并對各因素影響的原因進(jìn)行分析梳理，對各相關(guān)因素進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，并將模擬結(jié)果與基準(zhǔn)工況進(jìn)行對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)改進(jìn)設(shè)計結(jié)果能夠改善除霜效果，縮短除霜時間。
　　在皮卡空調(diào)進(jìn)風(fēng)口人體舒適性優(yōu)化設(shè)

4、計方面，通過使用基于克里格模型(Kriging)近似模型的優(yōu)化方法，以加權(quán)舒適性評價標(biāo)準(zhǔn)平均預(yù)測數(shù)PMV以及不滿意百分比預(yù)測數(shù)PPD作為性能目標(biāo)，首先通過夏季空調(diào)進(jìn)風(fēng)口參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計并分別建立三維網(wǎng)格模型，然后對駕駛艙內(nèi)溫度場進(jìn)行CFD數(shù)值模擬，利用克里格模型對CFD結(jié)果建立進(jìn)風(fēng)口參數(shù)和舒適性模型（加權(quán)的PMV模型）之間的數(shù)學(xué)模型，并將數(shù)學(xué)模型預(yù)測結(jié)果與CFD仿真結(jié)果對比以驗(yàn)證其合理性，最后用多島遺傳算法(MIGA)對參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計