汽车空调车室内气流和温度场的数值模拟

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空调列车室内气流分布的数值模拟

ｄｓｇｆａｒｄｓｒｂｔｏｎｔｅａｒ— ｃｎｉｏｅｏａｅｗａｉｅｎ．ｅｉｎｏｉｉｔｕｉｎｉｈｉｉ￣ｄｔｎｄｃｍｐｍｎｍｓｇｖｏｉ
Ｋｅ￣ｒｓａｒ，ｄｔｎｄｃ丁劬Ｔｌａｒｄｓｔｉｎｆｌｅｅｅｅｔｍｅ，；Ｉｌｌｙｄ：ｉ —ｃｍｉｏｅｍ】ｉｐｎ；ｉｉｆｍｆ；ｆｔｌｍｎｔｘＩｌｅｔｉｏｉＩｈｔ￣ｒｆ
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ｓ耐ｂｎｔｄｅｎｍｅｏｙｆｉｍｅｔｔｄ．ａｄｔｅｂ山．ｒｉｅｈｎ０ａ＝卜ｈ＝ ¨
ｃａｇｒｗｉｎｍｅｃｌａｃｔｄｈｎｅｅ，ｕｒａｌｃｌ￣ａｅ．Ａ｝ｓｆｒｈｐｍｉ￣ｉｙｎｏｅｏｔｚｔｌ￣ｌ
陈焕新黄素逸张登春
（．中科技大学，Ｉ华湖北武汉４０７；２中南大学．３０４湖南长沙４０７）１０５
摘
要：运用ｋｅ —紊流模型对空凋列车（座车）内气流组织，硬室主要是速度场进行了数值模拟，采用了有限单元法，建
立计算边界条件，为空凋列车室内气流组织优化设计提供了依据关键词：空调列车；气流组织；有限单元法；值模拟数
ＣｅｕｎｉＨａｇＳ９ｚａＩｎｃｔｈｎＨａｘｎｕｎｕｈ）ｇｈｅｍ
Ａｂａ－ｔｓａ：ｌｋｅｔｒｅ￣Ｍｅ，ｔｅｉｄｃｉｕｄｆｗｐ３，ｔｃ＝ｕ｝ｒ．ｍ￣ｌｈｎｏｒａｒｉｏｎ￣ｎｍｌｅ￣ｌｆｌａｓｄｔｒｗｅｅｅｔｌｈｄｈ－ｄｓｒｕｏｏｅａｌＯｅｉｏｔＩｓｂｉｅＴｅ３ＤｉｔｂｆｍｆｔｉｌＷｆｌＬｉａｓｉｉｈｌ￣ｉｄｎ

空调列车室内气流分布的数值模拟

图)
中部送风、送风速度 ! , (-./ 时纵剖面流场
（0）送、回风口的布置对空调列车室内流场影响较大，从图 (、由于风口位于车顶 ! 中可以看出，中部，列车中部空气流动强度较大，列车中部空调
’’
流
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’""’ 年第 )" 卷第 . 期
边界层动量积分是近似解法的一种，主要特点是近似地求解边界层区域内流体的平均流动特性。对式（!）中的动量微分方程在区间［ "，进 !］行积分，即：（! ） $$ # # # ! !" "" $ $ "" "$ ! % &# " $$ # ! & $$ !"$
（!）流动为稳态紊流；（"）忽略固体壁面间的热辐射，车室内空气为辐射透明介质；（#）假设流场具有高紊流 !" 数，流体的紊流粘性具有各向同性；（$）气流为低速不可压缩流动，可忽略由流体粘性力作功所引起的耗散热；（%）不考虑漏风的影响，认为空调列车室内气密性良好。根据以上假设，空调列车室内空气流动与传热数学模型以张量形式可描述如下：（&）连续性方程 !#$ ’( !%$ （!）运动方程 ! ! （（’ * ! ［（ * )） #$ # & ） ’ ) ! (） * ! ! % % " !$ !$ !%$ " " # # （! $ *! & ） + * （ *( ) * ） +］ ! !% & !%$ # $， & ’ &， !， " （"）紊流流动能量方程 . ! !* ］（ #$ * ）［（" * ") ） ’ ! * /’ !%$ ! !%$ ,- $* !%$ $ ’ &， !， " （#）紊流脉动动能方程 ( * ! （（") ! ） #$ ( ） ’ ! * 0 )! + ") ! % *# ! % % % , % !$ ! $ $( ! $ -! $ $ ’ &， !， " （$）紊流脉动动能耗散率方程 ! %）（ #% （"$ ! （ 1 & 0 ) 1 !! ’ ! * %） $ ） %$ !%$ ! !%$ $ %! * * 1 "# + %") ! ( ,-!%$ 其中紊流脉动动能产生项： !#$ !# & ） !#$ （ 0 ’" * ) % % ! & ! $ !% & 紊流粘性系数表达式： $， & ’ &， !， " $ ’ &， !， " $ ’ &， !， " "

客车空调车室气流组织数值模拟分析

第２２卷第５期２００８年ｌ０月文章编号：ｌ７＿６２（０８５０１４６ｌ６ｌ２０）０．２－０
制冷与空调
ＲｅｉｅａｉｎａｄＡｉｎｉｏｉｇｒｆｇｒｔｎｒｏＣｏｄｔｎｎｉ
Ｖ１２Ｎｏ５０２＿．．
Ｏ引言
随着我国客车空调应用的迅速发展，人们认识到空调客车车室气流组织是影响乘客热舒适性的主要因素，气流组织的研究内容包括温度场、速度
场、浓度场和相对湿度等，车室物理结构及外界环
进行车室内部空气流动与传热的数值模拟，所得的结果对实际工作有一定的指导作用。
ＪｎＳｉｎｉｈｗｅ
ＭａＣｈｎｙｎｏｇａｇ
ＹｕｎＸｉｌｇａｕｉｎ
（ｃｏｌｆｎｒｙａｄｏｒｎｉｅｒｇＸｉｎＪｏｏｇＵｉｅｓｙＸｉｎ７０４，ｈａＳｈｏｏＥｅｇｗｅｇｎｅｉ， ’ ａｔｎｎｖｒｉ， ’ ，１０９Ｃｉ）ｎＰＥｎａｉｔｉｆｎ
ｔｅｒｔａｉｆｒｉｐｏｉｇｔｅｔｅｍａｎｉｏｍｅｔａｄｔｅｇｉａｃｏｐｍｉａｉｎｏｉｆｗｉｔｉｕｉｎｄｓｎｉｕ・ｉｈｏｅｉｂｓｏｒｖｒｌｅｖｒｎｎｎｕｄｎｅｆｒｏｔｚｔｏｆａｒｏｄｓｂｔｅｉｂｓａｒｃｓｍｎｈｈｈｉｌｒｏｇｎ
计算流体动力学软件Ｆｕｎ对气流组织进行数值模拟，应用Ｒ．ｌｅｔＮＧｋ￡两方程紊流模型和ＳＭＬＩＰＥ算法求解控制方程，得到了考虑车内热负荷和太阳辐射时的车内空气温度和速度分布模拟结果，

铁路空调客车内流场、温度场的数值模拟和实验研究

铁路空调客车内流场、温度场的数值模拟和实验研究随着人们生活水平的提高，铁路旅行成为一种受欢迎的出行方式。

然而，铁路车厢中的温度、气流等因素会影响旅客的舒适度，因此需要对其进行数值模拟研究和实验测试。

本文将介绍铁路空调客车内流场、温度场的数值模拟和实验研究。

一、数值模拟通过数值模拟，可以模拟车内气流运动、温度分布等情况，以便更好地分析和优化车内空气流动和温度分布的情况。

针对此问题，我们采用了ANSYS Fluent软件进行模拟。

首先，我们建立了铁路客车内的三维模型。

铁路客车内部空间有限，因此需要考虑座位、门窗等构件的具体位置和大小，以获取更加真实可靠的模拟结果。

其次，我们设置了空气流动的边界条件，即分别设置了进气口、出气口和车窗等位置的边界条件，模拟了不同的进出风口方式和风道管道结构，用不同的边界条件进行不断地模拟和推导，最终得出了较为准确的结果。

通过数值模拟结果，我们发现，进出风口的大小和位置对车内的空气运动、温度分布有着非常重要的影响。

在进出风口的不同布置位置下，车内的气流运动、温度变化有着不同的表现。

因此，在实际使用中需要对车厢内部空气流动、温度进行综合考虑，科学布置进出风口的位置和大小，以保证旅客的舒适度。

二、实验研究除数值模拟外，我们还开展了实验研究。

通过实际测试，我们可以更加真实地感受到车内的空气流动、温度变化情况，并能够根据实验结果优化车厢空调系统设计。

我们在实验中使用了风速仪、温度计等工具，针对车厢内流场、温度场进行了实时监测。

我们模拟了多种不同的进出风口布局方式和风道管道结构，测试了其对空气流动和温度分布的影响。

实验结果表明，进出风口的大小和位置、进出风口的朝向等因素对车厢内空气流动、温度分布都有着重要的影响。

如进出风口离座位过近或风流速过大都会影响旅客的舒适度。

因此，在车厢空调设计时需要充分考虑进出风口的尺寸、方向和布局等因素，以确保旅客的舒适度。

总结而言，铁路空调客车内流场、温度场的数值模拟和实验研究可以有效地分析车厢内空气流动、温度变化等情况，为优化车厢空调系统设计提供了科学依据。

基于Flowmaster的车辆空调系统数值模拟

ＪＩＡＮＧＤｏｎｇｚｈａｎｇ，ＬＩＡＮＧＬｉｎ，ＣＨＥＮＸｉ，ＧＵＯＦｕｎａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＸｕｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２２１１１６，Ｃｈｉｎａ）
没有对应制冷系数的最大值。通过动态分析可以发现：压缩机的排气压力和冷凝温度会随着压缩机转速的降低而显著下降．空调系统的制冷系数也会由于压缩机吸气压力和蒸发温度的升高而改善。
关键词：汽车空调；Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ软件；数值模拟；稳态特性；动态特性
摘要：随着汽车越来越普及，人们对汽车舒适性的期望值不断提高。汽车空调系统决定了汽车内空气的质量、温度、湿度等，其性能对舒适性有直接的影响。利用一维流体系统模拟仿真软件Ｆｌｏｗｍａｓｔｅｒ分别对汽车空调系统的稳态、动态特性进行仿真分析。结果表明：随着制冷剂充注量的增加，制冷量和制冷系数呈现先增后减的趋势，这期间均会出现一个峰值．但是，最大制冷量并
中图分类号：Ｕ４６３．８５＋１文献标志码：Ａ文章编号：１６７４ — １９８６（２０１７）１ｌ一０１８ — ０４
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＶｅｈｉｃｌｅＡｉｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦｌｏｗｍａｓｔｅｒ

空调房间流场温度场的fluent模拟报告

空调房间流场温度场的fluent模拟报告1. 引言1.1 概述空调在现代生活中扮演着重要的角色，它可以有效地改善室内环境，并为人们提供舒适的居住和工作条件。

空调房间的流场温度场分布是一个关键因素，对室内温度均匀性、舒适性以及能源消耗等方面都有着重要影响。

因此，对空调房间的流场温度场进行模拟与分析具有重要意义。

1.2 文章结构本文主要围绕着空调房间流场温度场的Fluent模拟展开研究。

文章共分为五个部分：引言、流场温度场模拟方法、模拟结果与分析、参数优化与仿真结果验证以及结论与展望。

每个部分都包含了具体的子章节，以便系统地介绍和阐述相关内容。

1.3 目的本文旨在使用Fluent软件对空调房间的流场温度场进行详细模拟，并通过分析结果和验证方法，评估其在不同工况下的效果。

同时，本文还将探讨如何优化空调参数以实现更好的温度均匀性，并展望存在问题并提出改进方向。

以上是对文章引言部分内容的详细清晰撰写。

2. 流场温度场模拟方法2.1 空调流场模拟概述空调房间的流动和温度场模拟是通过计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）方法实现的。

该方法基于Navier-Stokes方程，并结合大气物理学、传热学和传质学等知识原理，对空气在房间内的流动特性进行数值分析。

通过该模拟方法可以了解空调房间中的气流运动规律以及温度分布情况，进而为空调系统设计和优化提供有效依据。

2.2 Fluent软件介绍Fluent是一种常用的CFD仿真软件，广泛应用于各种工程领域。

它提供了强大的求解器和前后处理器，可实现复杂流体问题的数值模拟和分析。

在本文中，我们采用Fluent软件进行空调房间流场温度场仿真模拟。

2.3 模型建立与边界条件设定在进行流场温度场模拟前，需要建立几何模型并设置边界条件。

首先，根据实际情况绘制出空调房间的几何图形，并导入Fluent软件进行后续处理。

然后需要定义边界条件，包括房间墙壁、入口和出口等。

汽车空调系统数学模型及仿真

摘要随着汽车工业的发展，汽车空调系统作为汽车舒适性的重要保障之一，是汽车发展中一个不可或缺的组成部分，日益受到厂家和用户的重视。

对制冷装置动态特性的研究，近年来在国际上引起了广泛的关注。

借助于现代计算机仿真技术，深入研究汽车空调系统的动、静态特性及优化设计方法，具有很高的理论意义和实用价值。

针对目前汽车空调仿真技术的研究现状及存在的问题，主要完成了以下几个方面的工作：①建立了通用的制冷剂热物性参数和状态参数计算仿真模块，该模块具有良好的可扩充性和开放性。

通过对R12、R22、R134a等制冷剂的热物性参数和状态参数的计算分析表明，该模块运算速度快，精度高，能够满足汽车空调系统仿真之用。

②作为制冷系统的心脏部件，压缩机的性能优劣直接关系着系统的能耗、噪音、可靠性和安装灵活性等。

文中以双工作腔滑片式压缩机为研究对象，建立其数学模型，并对压缩机仿真模块进行了简单的分析。

③建立了具有良好通用性的汽车空调系统换热器（蒸发器和冷凝器）分布参数动态模型，并基于流体质点追踪计算思想完成了相应的计算机仿真软件。

本文对以R134a为工质的层叠式蒸发器和平流式冷凝器的静态特性和动态特性进行研究，通过仿真计算，分析结果，能够很好地反映换热器性能参数的动态变化，与系统热动力学理论和冷凝器、蒸发器的实际工作过程基本一致。

关键词：汽车空调，数学模型，仿真ABSTRACTWith the development of automobile industry,more and more manufacturers and users regard automobile air conditioning system as an important part of automobile, because automobile air conditioning system is necessary for the comfort of it. Researching the dynamic properties of refrigeration system is a focus among the international refrigeration academic.With the help of numeric simulation technique, we can analysis the system’s steady state and dynamic performance and the methods of optimization,these are very important in theory and application fields.Aimed at the existed questions and researched status in automobile air conditioning system,this paper accomplished the following issues:First,this paper constructs a general model of refrigerant thermodynamic properties calculation for simulation of refrigeration and air condition system based on the parametric equations of state of refrigerant.The module has good property of extension and ing R12,R22,R134a,Compared with the data provided by the standard graphs and tables of refrigerant thermodynamic properties,the calculation results of this model have certain precision and fast calculation velocity,and can meet the requirements of simulation of automobile air conditioning system.Second,as central part of refrigeration system,there’s direct connection between performance of compressor and energy exhaust、noise、reliability and flexible fixing. This paper use two-working area slip compressor as research object and math model is established.To established model simple analyze is finished.Third,a general dynamic distributed model of heat exchangers(evaporator and condenser)is constructed.This model is described by Lagrange method.Base on the calculation method of tracing the little mass of liquid,a simulation model is set up.The characteristic of static and dynamic state about evaporator and condenser is researched, which Working medium is R134a.Through simulation and analyze the result,dynamic changing of performance parameter of heat exchanger can be reflected excellent.The result is consistent with thermodynamic theory and practice working process of heat exchanger.Keywords:automobile air conditioning,math model,simulation1绪论1.1汽车空调系统概况1.1.1汽车空调的历史汽车自诞生以来，一直被人们公认为是一种不可缺少的最好的交通工具，它与人类的生活及生产活动有密切的关系。

空调汽车内部温度响应数值模拟研究

１物理模型
以一辆黑色桑塔纳２０００型轿车为研究对象，的它外形尺寸（宽Ｘ）４８ｘ７０１２ｌ。为了简长Ｘ高：６０１０ｘ４３ｎｌＩＴ化模型，把汽车看成一空腔长方体，长方体长度为２０ｌ，５０ｎｌ宽为１０ＩＴ７０ｍｍ，为１２ｍ，高４３ｍ车窗面积占长方体表面积４％左右，０其他（、、上下四侧）车实体结
Ａｂｓｒｔｔａｃ：Ｄｉｅｔｇａａｎｓｈｅａｉｎｈｐｂｅｗｅｎｔｅｔｅｍａｏｏｔｂｅｅｓｏｕｎｂｄｅｎｄｔｅｃｒａｄｔｅｒｃｉｇｉｔｔｅｒｌｔｓｉｔｅｈｈｒｌｍｆｒａｌｎｓｆｈｍａｏｉｓａｈａｎｈｎｏｃ
开通风装置，先把车内温度降下来，然后才打开空调，这样做主要为了节能。但是，乘员在刚进入车内时，还
是感到很热。因为车内空气温度虽然降下来了，但是汽车内表面温度还是比较高，它会向人体辐射热量。如果需要在进入车内较短时间内提高人体舒适性，就应尽快降低汽车四壁内表面温度。本文针对几种不同
ｉｎａＣｍｒ
Ｘ“ Ｊａｌｉｎｉｕ
（ｏｌｅｆｒａｏｓｕｔｎａｄＳｆｔＥｖｒｎｎａＥｇｅｒｇＮｎｉｇｎｖｒｉｅｈｏｇ）ＣｌｇＵｂｎｎｔｃｉａｅｅｏＣｒｏｎｙ＆ｎｉｍｅｔｌｎｉｅｎ，ａｊｉｅｓｙｆｃｎｌｙｏｎｉｎＵｔｏＴｏ

汽车空气动力学特性的数值模拟与优化

汽车空气动力学特性的数值模拟与优化引言：汽车空气动力学特性对于车辆性能和燃油经济性至关重要。

通过数值模拟和优化，可以有效地改善汽车的空气动力学性能，提高车辆的稳定性和燃油效率。

本文将探讨汽车空气动力学特性的数值模拟与优化方法。

一、数值模拟方法1. 流体仿真流体力学仿真是研究汽车空气动力学特性的重要工具。

通过使用计算流体力学（CFD）软件，可以模拟车辆在不同速度和姿态下的空气流动情况。

其中，Navier-Stokes方程是常用的模拟空气流动的方程之一。

通过在CFD软件中建立车辆的几何模型，并设置相应的边界条件和初始条件，可以计算得到车辆周围的流场分布、压力分布和阻力分布等信息。

2. 网格生成在对汽车进行空气动力学仿真时，需要将车辆的几何模型划分为离散的网格。

网格的划分方式会直接影响到仿真结果的准确性和计算效率。

常用的网格生成方法包括结构网格和非结构网格。

结构网格适用于规则几何形状的车辆模型，而非结构网格则可以适应复杂几何形状的车辆模型。

二、数值模拟结果分析1. 阻力分析通过数值模拟可以得到车辆周围的压力分布，结合阻力系数的计算公式，可以分析车辆在不同速度下的阻力大小。

阻力大小的分析对于降低车辆的能耗和提高燃油经济性具有重要意义。

2. 升力分析升力是指垂直于运动方向的力。

对于汽车来说，升力的产生会降低车辆的附着力，从而影响车辆的稳定性和操控性能。

通过数值模拟可以分析车辆在不同速度和姿态下的升力大小和分布情况，进而对车辆底盘设计进行优化。

3. 气动附件优化在汽车的设计中，气动附件（如车身线条、后视镜、尾翼等）对车辆的空气动力学性能有着重要影响。

通过数值模拟和优化，可以改变气动附件的形状和位置，以减小空气阻力和提高车辆的空气动力学性能。

三、数值模拟与优化方法1. 响应面优化响应面优化是一种基于数值模拟的优化方法。

通过建立数学模型，将设计变量与目标函数进行关联，进而确定最优设计。

在汽车空气动力学特性的优化中，可以将阻力、升力等指标作为目标函数，车身线条、尾翼形状等设计变量作为优化变量，通过响应面优化确定最优设计。

汽车空调车室内气流和温度场的数值模拟

ｉｔｖｌｍｅｍｅｄｗｉｉｅｌｃｎｆｄｓｒｔｔ．ｈｅ－ｉｎｉｎａｒｌａｅｅａｕｅｆｌｓｉｓｄａｅｇｒＣｌｆｉｏｕｔｏｔｔｒａｉｇｏｉｃｅｉａｉｎｔｅｔｒｅｄｍｅｓｏｉｆｗｄｔｍｐｒｔｒｅｄｎｉｅａｐｓｎｅａ＂ｎｅｈｈｎｚｏｈｏｎｉｓ
汽车空调车室内气流和温度场的数值模拟
向立平王汉青李孔清邹声华
（．南科技大学湘潭１湖
【摘
４１０；２湖南工业大学株洲１２１．
４２０）１０８
要】运用稳态不可压缩雷诺平均Ｎｓ方程，ｋ￡湍流模型，采用有限容积和交错网格将计算区域进行离．．
Ｌｐｎａｇ，ＤｅｇｈｎＺａｇ，ＫｏｇｉｇＬｉ，ＳｅｇｕｕｉｉｇＸｉｎｎｃｕｈｎｎｑｎｈｎｈａＺｏ ‘
（．ｎｎＵｉｅｉｆｃｎｅｄｅｈｏｏｙＸｉｇａ，１２１２ＨｎＵｎｖｒｉｏＴｃｎｌｇ，ｈｚｏ，１０８１ＨｕａｎｖｒｔＳｉｃａＴｃｎｌ，ａｔｎ４１０；．ｕａｓｙｏｅｎｇｎｎｉｓｙｆｅｈｏｏｙＺｕｈｕ４２０）ｅｔ
［ｙｒｓｐｓｎｅａ；ｔｂｌｃｄｌｉｏｅｄｕｄｆｓｕａｏ；ＳｌｄａｉｎＫｅｗｏｄ］ａｅｇｒｒｕｕｅｅｓｃｒｎｍｏｅ：ａｌｆｒｗｆｌ；Ｎｍｅｃｍｌｉｎｏａｒｉｏｉｌｉｔｒａｔ

现代汽车空调系统数值模拟仿真

computational fluid dynamics(CFD),
IV
重庆大学硕士学位论文
1
绪
论
1 绪论
1.1 前言
汽车工业是我国的支柱产业之一，其发展也必然会带动汽车空调产业的发展。近年来，随着国民经济的持续发展和人民对生活质量要求的日益提高，我国的汽车空调事业得到了较快的发展。我国汽车空调起步较晚，1971 年才开始在长春第一汽车制造厂的红旗牌轿车上安装仿制的第一台汽车空调器，可以说在 20 世纪 70 年代以前，我国汽车空调行业几乎是空白。70 年代末 80 年代初，上海牌轿车安装上国产的汽车空调器，标志着国内汽车空调已真正起步。如今，我国汽车保有量已达到 2000 万辆，汽车年产量可达 260～300 万辆，汽车空调市场有着广阔的发展前景。汽车空调事业在我国之所能如此迅速发展，重要的原因之一，是汽车空调作为空调技术在汽车上的应用，它能创造车室内热微环境的舒适性，保持车室内空气温度、湿度、流速、洁净度、噪声和余压等在热舒适的标准范围内，不仅有利于保护司乘人员的身心健康，提高其工作效率和生活质量，而且还对增加汽车行驶安全性具有积极作用。因而，汽车空调技术正成为提高汽车市场竞争能力的重要手段之一，也成为了人民生活水平提高和汽车工业发展的重要标志[1]。就世界上汽车空调技术发展的历史来看，其发展速度也是惊人的。虽然在 1927 年就诞生了较简单的汽车空调装置，但是它只包括一台加热器、一套通风系统和一台空气过滤器，只承担冬季向乘员供暖和为挡风玻璃除霜的任务。直到 1940 年，由美国 Packard 公司生产出第一台装有制冷机的轿车，这还是用房间空调器装到车上的尝试。1954 年才真正将第一台冷暖一体化整体式设备安装在美国 Nash 牌小汽车上。 1960 年，有冷气装置的汽车空调在美日等国普及。 1964 年，在 Cadillac 轿车中出现了第一台自动控温的汽车空调。1979 年，美国和日本共同推出了用微机控制的空调系统，实现了数字显示和最佳控制，标志着汽车空调已进入生产第四代产品的阶段。到 1980 年，美国各种车辆的车用空调安装率平均达到 70%；日本车用空调的安装率是：中型车 100%、小型车达 90%、大型车超过 60%。据 1985 年的统计，美国汽车空调装置年产量达 1300 万套，车用空调压缩机年产量达 1034 万台，轿车空调安装率达 87.1%；日本汽车空调装置年产量达 630 万套，车用空调压缩机产量达 894 万台，轿车安装率接近美国水平。汽车空调技术发展至今，其功能已日趋完善，能对车室进行制冷、采暖、通风换气、除霜（雾）、空气净化等。我国汽车空调产业发展速度虽然较快，1994 年也已在桑塔纳轿车新车型上开始试安装采用 R134a 制冷剂的车用空调器，但是，目前国内车用空调系统生产基本上仍是处于引进技术与开发、研究并举的阶段。有专家估计，我国汽车空调产业与

空调车室气流流场和温度场的数值模拟

) 168 )
在采用整体法求解时, 固体区与流体区的导热系数采取各自的实际值, 但固体区中的比热容应采用流体区的比热容值, 即车厢体和座椅等固体区域的比热容应采用空气的比热容, 这样才能保证气固耦合界面上物理上的连续性。
3) 流体区域中的孤立物体的处理当固体区域与计算边界相邻接时( 如车厢体) , 可以采用把固体区作为粘性无限大的流体区的方法来保证固体区中的速度为零。对于固体处在流场中间( 如座椅) 而不与计算边界相连时, 就应采用其它方法, 如: 若采用 SIMPLE 系列算法计算压力修正值时, 应使孤岛区各速度修正值计算公式的系数取一个很小的值, 如 10- 25, 以使孤岛区中各速度修正值也为零。采用整体求解法, 就应把车厢体、座椅等固体区域和车室内空气区域整体建模, 特别注意空调送风口和回风口的位置。且必须事先估计流场中流体的梯度变化较大的地方, 在这些地方, 网格必须作适当的调整。在数值模拟中, 网格的精密程度影响计算结果的精确性和收敛性。对于空调车室, 在送风口、回风口以及贴壁处的梯度变化较大, 因此, 网格在这些地方应密一些。在对空调车室内空气流场和温度场的数值模拟中, 由于车厢体及座椅等的形状复杂, 所以有许多复杂的区域及其边界不可能与现有的各种坐标系正好相符, 于是可采用贴体坐标系, 即: 采用计算的方法来造成一种坐标系, 其各坐标轴恰与被计算物体的边界相适应。
ABSTRACT:The research on flow field and temperature field of air flow in air - conditional automobile cabin is the base of organization design of air- flow and comfortable environment evaluation and research in air - conditional automobile cabin. The numerical simulation of air flow field in automobile cabin is a heat transfer problem which includes complex heat boundary condition and couple of air and solid. The paper introduces the mathematic model of air flow in cabin dealing with complex boundary condition, and expatiates the problem that must be noticed when integer solving method is adopted, the comparison with SIMPLE and SIMPLER arithmetic, and the method for dealing with all terms in universal differential function. At last, two dimensional air flow and temperature field in automobile cabin is simulated by ANSYS/ FLOTRAN software, and the feasibility of the finite element software in numerical simulation to air- conditional automobile cabin is demonstrated. KEYWORDS: Air- conditional automobile cabin; Flow field;Temperature field; Numerical simulation

城轨空调客车客室内温度场和流场的数值模拟

参考文献
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ＺａｎｇＹｕｎｌｅｉＣｈｅｎＳｈｕｌｉｎｇＣａｏＪｉａｎｗｅｉ
（２）当空调送风温度ｆ＝１５℃，送风速度Ｖ＝２ｍ／ｓ时，客室内出风口处的空气流动速度最大，达到２．２３ｍ／ｓ，远离送回风口的速度较小，最小速度为５．８２×１０～ｍ／ｓ。沿ｚ轴正方向５００ｍｍ处，即乘客膝盖感受到的空气流速在０．４４５～０．５５６ｍ／ｓ之间。正对送风口下面的区域沿ｚ轴正方向１０００ｍｍ处，即乘客坐在座椅上迎面感受到的空气流速为０．７７９～１．００ｍ／ｓ之间；此高度上远离送风１：３的空气流速在５．８×１０～～１．１１８ｘ１０一ｍ／ｓ之间。正对送风１３下面的区域沿ｚ轴正方向１６００ｍｍ处，即人站立时迎面感受到的空气
送风速度／（ｍ／ｓ）图９气流温度变化曲线３
送风速度／（ｍ／ｓ）图１０气流速度变化曲线４
图７气流温度变化曲线１
图８气流速度变化曲线２
１７．３～１８．４℃。在座椅附近沿Ｚ轴正方向５００ｍｍ，即乘客膝盖高度处温度在２３～２５℃之问；沿Ｚ轴正方向１０００ｍｍ即乘客坐在座椅上时人的头部高度处温度在１８．２～１９．３℃之间；沿Ｚ轴正方向１６００ｍｍ，即乘客站立时人的头部高度处温度在１７．２～１８．２℃之间。由于送风口的低温送风，客室内靠近送风１３下面的温度较低，在同一高度上比远离送风口的温度低２～３℃。例如，Ｚ＝１６００ｍｍ高度处靠近送风口的温度在１５．１—１６．２℃之间，而远离送风口的温度在１７．２～１８．２℃之间。由于人简化为座椅上的面热源，座椅附近的温度较高，座椅上最高点的温度甚至达到了３６℃，在同一高度上比远离座椅的区域温度高出５～８℃。

轿车室内空调环境的气流组织改进及数值模拟研究

10.16638/ki.1671-7988.2019.13.038轿车室内空调环境的气流组织改进及数值模拟研究周志平，李杰*，李明莎（桂林电子科技大学建筑与交通工程学院，广西桂林541004）摘要：利用数值模拟对夏季轿车室内三维流场进行分析，构建计算域几何模型与车内人体模型，采用RNG湍流模型，并引入太阳射线追踪的辐射模型模拟夏季太阳辐射对车室内空调环境的影响，研究对比了风口的送风速度、数量以及布置方式等改进措施下的车室内温度场和速度场的分布规律。

计算结果分析表明，增加送风速度和后排送风口能明显改善夏季车室后排热舒适度；回风口的布置对车室内流场的分布特性具有明显影响。

关键词：太阳辐射；车室；气流组织；数值模拟中图分类号：U463.85+1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)13-110-04Improvement and numerical simulation of air distribution in car indoor airconditioning environmentZhou Zhiping, Li Jie*, Li Mingsha（School of architecture and transportation engineering, Guilin University of Electronic Technology,Guangxi Guilin 541000）Abstract:The numerical simulation is used to analyze the three-dimensional flow field in the car interior in summer. The geometric model in the computational domain and the human body model in the car interior are constructed. The RNG turbulence model is adopted and the radiation model of solar ray tracing is introduced to simulate the influence of solar radiation on the indoor air conditioning environment in summer. The temperature field of the car interior under the improved measures of air supply speed, quantity and layout of the air outlet is studied and compared. And the distribution of velocity field. The calculation results show that increasing the air supply speed and the rear air outlet can significantly improve the thermal comfort of the car room in summer, and the layout of the return air outlet has a significant impact on the distribution characteristics of the flow field in the car room.Keywords: Solar radiation; Car chamber; Air distribution; The numerical simulationCLC NO.: U463.85+1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)13-110-04引言随着生活质量的提升和城镇化建设带来更多的用车需求，汽车由曾经的奢侈品转变为普通消费品进入千家万户之后，人们对于汽车整体的功能配置也日趋多样化，逐渐开始重视起汽车的安全性、驾驶性和舒适性等各方面性能。

基于CFD的汽车空调系统内部流场分布模拟

基于CFD的汽车空调系统内部流场分布模拟一、汽车空调系统概述汽车空调系统是现代汽车舒适性和安全性的重要组成部分，它不仅能够调节车内温度，还能控制湿度、过滤空气，为驾驶员和乘客提供舒适的驾乘环境。

随着汽车工业的发展，人们对汽车空调系统的性能要求越来越高，这促使了空调系统设计的不断优化和创新。

1.1 汽车空调系统的基本组成汽车空调系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和风机等部件组成。

压缩机负责压缩制冷剂，使其温度和压力升高；冷凝器将高温高压的制冷剂冷却，使其液化；膨胀阀控制制冷剂的流量，使其在蒸发器中迅速膨胀并吸收热量；蒸发器是制冷剂吸热的主要场所，通过吸收周围热量来降低车内温度；风机则负责将冷热空气送入车内。

1.2 汽车空调系统的工作原理汽车空调系统的工作原理基于制冷剂在不同压力和温度下的相变过程。

制冷剂在压缩机中被压缩成高温高压的蒸汽，然后进入冷凝器，通过散热管将热量传递给外界空气，从而液化成高压液态。

液态制冷剂通过膨胀阀节流降压后进入蒸发器，在低压低温下迅速蒸发，吸收周围的热量，使车内空气温度下降。

最后，蒸发后的制冷剂蒸汽被压缩机吸入，完成一个循环。

二、CFD技术在汽车空调系统中的应用计算流体动力学（CFD）技术是一种利用数值方法和算法对流体流动和热传递过程进行模拟的技术。

在汽车空调系统设计中，CFD技术可以帮助工程师预测和分析空调系统内部的流场分布、温度场分布和压力场分布，从而优化系统设计，提高空调性能。

2.1 CFD技术的优势与传统的实验方法相比，CFD技术具有以下优势：- 节省时间和成本：CFD模拟可以在设计阶段预测空调系统的性能，减少实验次数和成本。

- 灵活性高：CFD技术可以模拟各种工况和参数变化，为设计提供更多的选择。

- 细节分析：CFD可以提供空调系统内部的详细流场信息，帮助工程师发现潜在的问题和优化点。

2.2 CFD模拟的步骤CFD模拟通常包括以下步骤：- 几何建模：根据实际空调系统或设计图纸建立三维几何模型。

汽车空调制冷循环excel仿真计算

汽车空调制冷循环excel仿真计算创建一个汽车空调制冷循环的Excel仿真计算模型需要以下几个步骤：1. 确定模型参数首先，你需要确定仿真模型的主要参数，例如：制冷剂类型蒸发温度（℃）冷凝温度（℃）压缩机排气压力（Pa）制冷剂流量（kg/hr）冷却水入口温度（℃）冷却水出口温度（℃）外部环境温度（℃）2. 选择公式和函数根据你的模型参数和需求，选择适合的Excel公式和函数来进行计算。

例如，你可能需要使用到以下一些函数：IF：条件判断SUM：求和AVERAGE：平均值MAX：最大值MIN：最小值ROUND：四舍五入INDEX和MATCH：查找和引用数据3. 建立表格在Excel中，你可以建立多个表格来分别存储和计算不同的参数。

例如，你可以创建一个表格来存储制冷剂的物理属性，另一个表格来存储空调系统的运行参数，还有一个表格来存储计算结果。

4. 输入数据和公式在相应的表格中输入初始数据和计算公式。

确保所有的公式都正确无误，并且所有的数据都准确无误地被引用和计算。

5. 运行仿真并查看结果通过输入初始参数并运行仿真，你可以观察到不同参数变化对制冷循环性能的影响。

将结果可视化，比如使用图表或图形。

6. 调整和优化模型根据需要，你可以不断地调整模型参数，并重新运行仿真来获取新的结果，从而对模型进行优化。

这个过程可能需要反复进行多次，直到你满意模型的性能和结果。

下面是一个简单的例子，展示如何使用Excel进行汽车空调制冷循环的仿真计算：假设你有一个简单的空调系统，你可以使用以下的Excel表格结构来进行仿真计算：参数表 - 存储系统参数和制冷剂的物理属性。

性能表 - 根据参数表中的数据和公式进行性能计算。

结果表 - 显示性能表中的计算结果。

汽车空调车室内气流和温度场的数值模拟

汽车空调车室内气流和温度场的数值模拟
向立平;王汉青;李孔清;邹声华
【期刊名称】《制冷与空调（四川）》
【年(卷),期】2008(022)006
【摘要】运用稳态不可压缩雷诺平均N-S方程,k-ε湍流模型,采用有限容积和交错网格将计算区域进行离散,对汽车车厢内三维空气流场和温度场进行了数值计算,考虑了太阳辐射和人体散热对速度场和温度场的影响.结果表明人体散热对气流的流场和温度场有较大的影响,太阳辐射对流场影响较小,但对温度场有较大的影响.研究结果为客车内气流组织的优化设计和舒适性提供了数据支持.
【总页数】5页(P41-44,40)
【作者】向立平;王汉青;李孔清;邹声华
【作者单位】湖南科技大学,湘潭,411201;湖南工业大学,株洲,412008;湖南科技大学,湘潭,411201;湖南科技大学,湘潭,411201
【正文语种】中文
【中图分类】TK284
【相关文献】
1.基于ANSYS汽车盘式制动器温度场和热应力数值模拟 [J], 刘莹;胡育勇;任奇锋;曹霜霜;宋涛
2.汽车转向节淬火过程温度场数值模拟、淬硬层深度预测与验证 [J], 程里;陈甲东;
3.轿车空调车室内温度场分布特性的经验公式 [J], 童灵;陈江平
4.电动汽车电池仓内温度场数值模拟 [J], 李阳;王晓彤;陈俊俊
5.空调车室气流流场和温度场的数值模拟 [J], 宋思洪;杨晨;苟小龙
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空调车室气流流场和温度场的数值模拟

空调车室气流流场和温度场的数值模拟
宋思洪;杨晨;苟小龙
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2004(21)9
【摘要】空调车室气流流场和温度场研究是空调车室内气流组织设计及车室内舒适环境评价与研究的基础.空调车室的空气流场数值计算是一复杂热边界条件、气固耦合的传热数值计算问题.该文介绍了空调车室内空气流动的数学模型及复杂边界条件的处理,阐述了车室气流流场和温度场数值模拟采用整体求解法所应注意的问题,SIMPLE和SIMPLER算法的比较,以及通用微分方程中各项的处理方式.最后通过ANSYS/FLOTRAN软件对二维的车室内气流流场和温度场进行模拟,论证了此有限元软件在空调车室数值模拟上的可行性.
【总页数】4页(P167-169,163)
【作者】宋思洪;杨晨;苟小龙
【作者单位】重庆大学仿真工程研究所,重庆,400030;重庆大学仿真工程研究所,重庆,400030;重庆大学仿真工程研究所,重庆,400030
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.地铁车贯通道内空气流场与温度场的数值模拟 [J], 王东屏;王斌;李鹏;斯琴
2.客车空调车室气流组织数值模拟分析 [J], 靳世文;马崇扬;袁秀玲
3.汽车空调车室内气流和温度场的数值模拟 [J], 向立平;王汉青;李孔清;邹声华
4.微型电动车车室气流流场和温度场的数值模拟 [J], 李秀芬;黄妙华
5.轿车空调车室空气流场数值模拟 [J], 孙学军;苏志军;丁国良;陈芝久
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空调客车车室流场的数值模拟的开题报告

空调客车车室流场的数值模拟的开题报告一、研究背景随着交通工具的发展和人们生活水平的提高，空调客车作为一种高速、舒适、安全的公共交通工具，已经成为人们出行的重要方式之一。

然而，在夏季高温天气下，由于车室空气的热量和湿度不易散发，乘客在车内容易感到不适，甚至出现中暑等身体不适情况。

因此，研究空调客车车室流场的数值模拟，优化车内空气流动结构，提高车内舒适性，对于乘客乘坐舒适度的提高具有重要意义。

二、研究目的本文旨在通过数值模拟的方法，对空调客车车室内的空气流动结构进行研究，分析车室内气流速度、温度和湿度等参数的分布规律，找出存在的问题和不足，提出改进方案，进一步提高车内舒适性。

三、研究内容本文的研究内容包括以下几个方面：1. 建立空调客车的三维数值模型，包括车厢、座椅、空调出风口等要素，制定仿真方案和网格划分；2. 运用计算流体力学（CFD）方法，分析车室内气流速度、温度和湿度等参数的分布规律，找出存在的问题和不足；3. 分析车内气流对乘客舒适性的影响，提出改进方案，对车室内空气流动结构进行优化；4. 对比改进前后的数值模拟结果，验证优化方案的有效性；5. 总结并提出进一步研究的方向。

四、研究方法本文主要采用数值模拟的方法对空调客车车室内的空气流动结构进行研究，具体流程如下：1. 建立空调客车的三维数值模型，包括车厢、座椅、空调出风口等要素。

2. 划分网格，根据仿真方案设置边界条件。

3. 运用CFD方法，采用ANSYS Fluent等专业软件，对车室内气流速度、温度和湿度等参数的分布进行数值模拟计算。

4. 对模拟结果进行分析处理，找出存在的问题和不足。

5. 提出改进方案，对车室内空气流动结构进行优化。

6. 对比改进前后的模拟结果，验证改进方案的有效性。

7. 总结研究成果，提出进一步研究的方向。

五、研究意义通过数值模拟的方法对空调客车车室内的空气流动结构进行研究，可为以下方面提供参考和指导：1. 提高乘客的乘坐舒适度，进一步提升公共交通服务质量。

车用空调系统制冷降温性能匹配的数值模拟

（1）
（2）
（3）
图3 冷凝器尺寸影响对比
当空气侧流量从400 m 3/h增加到520 m 3
/h时，其制冷量从3.34 kW 提高到3.65 kW，提高了9.28%；而在100 km/h工况，其制冷量更是提高约15%，可见蒸发器空气侧流量对制冷效果有重要影响。

图2b中，随着冷凝器空气侧气体流量的增加，制冷量虽有增大趋势，但相比蒸发器的影响，其制冷量的变化相对要小一些。

例如，当冷凝器空气侧气体流量增加60%时，各工况下的制冷量只提高约3%～5%。

图2c和图2d为蒸发器和冷凝器尺寸变化对制冷量的影响。

图2c中，随着蒸发器尺寸的增加，其制冷量有明显提升。

例如，在40 km/h和100 km/h工况，当蒸发器尺寸增加40%时，其制冷量则分别提高15%和26%。

而图2d中，随着冷凝器尺寸的增加，其【参考文献】[1] 王莹,王芳,方海翔,等.R1234yf/R134a应用于汽车空调系统的性能研究[J].能源工程,2018(2):60-64.
图1 压缩机特性曲线
图2 不同影响因素对制冷量影响对比。