基于CFD技術的微型客車空調流場分析與優(yōu)化設計.pdf

1、汽車空調作為現代化汽車結構中主要系統之一，影響著乘員艙熱舒適性和風擋玻璃除霜性能，從而直接影響駕駛安全性?？照{系統提供的氣流在乘員艙內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，汽車空調流場特性的分析與優(yōu)化已經成為了汽車開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。
　　本文立足于某汽車設計公司開發(fā)一款新車的實際需求，以處于開發(fā)初期的微型客車為研究對象，主要進行微型客車空調流場特性研究，具體包括乘員艙內熱舒適性研究和前擋風玻璃上霜層融化特性研究兩

2、個方面。
　　在微型客車的乘員艙熱舒適性方面，使用CATIA三維設計軟件建立微型客車幾何模型，使用網格劃分軟件HYPERMESH建立網格模型，使用CFD軟件FLUENT進行風管通風性能和乘員艙熱舒適性能的數值模擬。根據風管表面的壓力云圖、風管內流線圖和各出風口風量配比提出風管結構的修改意見，結果表明修改后模型各出風口風量的分配達到技術標準，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、員艙內速度場和溫度場的分布規(guī)律，然后以送風溫度和送風量作為設計變量使用正交試驗法探究兩個變量對室內溫度場分布和速度場分布的影響，結合熱舒適性要求和經濟性要求給出兩個送風參數的推薦值。
　　在汽車前擋風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，具體包括送風參數和幾何參數兩大類。對于送風參數，首先通過FLUENT軟件對處于基準工況下的除霜模型進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬，其次研究送風參數的改變對玻璃面上的溫度場分布、速

4、度場分布、特征點的溫變特性和霜層平均液相率的影響，最后結合經濟性要求和國家標準給出送風參數的推薦值。對于幾何參數，本文采用基于響應面模型的優(yōu)化設計方法，首先以幾何參數為設計變量，使用拉丁超立方試驗設計方法進行試驗設計，其次以A區(qū)、A區(qū)和B區(qū)內的霜層在瞬態(tài)分析中前20分鐘內的平均液相率為目標函數，數值模擬出各組設計變量對應的目標函數值，根據試驗設計矩陣和仿真結果建立響應面模型并檢驗其精度，最后通過多島遺傳算法對各個設計變量進行優(yōu)化設計并得