基于CFD技術(shù)的微型客車空調(diào)流場(chǎng)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、汽車空調(diào)作為現(xiàn)代化汽車結(jié)構(gòu)中主要系統(tǒng)之一，影響著乘員艙熱舒適性和風(fēng)擋玻璃除霜性能，從而直接影響駕駛安全性?？照{(diào)系統(tǒng)提供的氣流在乘員艙內(nèi)的分布和氣流的溫度決定了夏季降溫效果和冬季除霜性能，汽車空調(diào)流場(chǎng)特性的分析與優(yōu)化已經(jīng)成為了汽車開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。
　　本文立足于某汽車設(shè)計(jì)公司開發(fā)一款新車的實(shí)際需求，以處于開發(fā)初期的微型客車為研究對(duì)象，主要進(jìn)行微型客車空調(diào)流場(chǎng)特性研究，具體包括乘員艙內(nèi)熱舒適性研究和前擋風(fēng)玻璃上霜層融化特性研究?jī)?/p>

2、個(gè)方面。
　　在微型客車的乘員艙熱舒適性方面，使用CATIA三維設(shè)計(jì)軟件建立微型客車幾何模型，使用網(wǎng)格劃分軟件HYPERMESH建立網(wǎng)格模型，使用CFD軟件FLUENT進(jìn)行風(fēng)管通風(fēng)性能和乘員艙熱舒適性能的數(shù)值模擬。根據(jù)風(fēng)管表面的壓力云圖、風(fēng)管內(nèi)流線圖和各出風(fēng)口風(fēng)量配比提出風(fēng)管結(jié)構(gòu)的修改意見，結(jié)果表明修改后模型各出風(fēng)口風(fēng)量的分配達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，氣流組織更加通暢，壓力損失得到減小。通過駕駛員表面和乘員艙縱切面的速度云圖以及溫度云圖探究乘

3、員艙內(nèi)速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布規(guī)律，然后以送風(fēng)溫度和送風(fēng)量作為設(shè)計(jì)變量使用正交試驗(yàn)法探究?jī)蓚€(gè)變量對(duì)室內(nèi)溫度場(chǎng)分布和速度場(chǎng)分布的影響，結(jié)合熱舒適性要求和經(jīng)濟(jì)性要求給出兩個(gè)送風(fēng)參數(shù)的推薦值。
　　在汽車前擋風(fēng)玻璃除霜性能分析與優(yōu)化方面，分析得出影響微型客車除霜性能的主要參數(shù)，具體包括送風(fēng)參數(shù)和幾何參數(shù)兩大類。對(duì)于送風(fēng)參數(shù)，首先通過FLUENT軟件對(duì)處于基準(zhǔn)工況下的除霜模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬，其次研究送風(fēng)參數(shù)的改變對(duì)玻璃面上的溫度場(chǎng)分布、速

4、度場(chǎng)分布、特征點(diǎn)的溫變特性和霜層平均液相率的影響，最后結(jié)合經(jīng)濟(jì)性要求和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給出送風(fēng)參數(shù)的推薦值。對(duì)于幾何參數(shù)，本文采用基于響應(yīng)面模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，首先以幾何參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，使用拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其次以A區(qū)、A區(qū)和B區(qū)內(nèi)的霜層在瞬態(tài)分析中前20分鐘內(nèi)的平均液相率為目標(biāo)函數(shù)，數(shù)值模擬出各組設(shè)計(jì)變量對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)矩陣和仿真結(jié)果建立響應(yīng)面模型并檢驗(yàn)其精度，最后通過多島遺傳算法對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并得