汽车空调系统蒸发器总成数值仿真
14-乘用车空调系统设计和CAE仿真技术应用
乘用车整车开发中的空调系统设计和CAE技术应用Design of air conditioning system of passenger vehicle and application of CAE simulation technology王伟民 孙西峰 陈皓(东风汽车公司技术中心 430056)摘 要: 在乘用车整车的空调系统开发过程中，随着先进的CAD/CAE/CAM等数字化设计技术大量引入使空调系统的设计流程出现了重大变革。
特别是乘用车空调系统各个领域的CAE技术正在不断进化，改变了传统的经验设计方法，对提高设计质量、缩短开发周期和降低开发成本具有重要意义。
本文对乘用车空调系统的设计流程以及各个不同的设计阶段中的CAE技术的要点进行了分析，提出了加快乘用车空调系统的设计技术进步的对策。
关键词: 乘用车 空调系统 设计流程 CAE 计算流体力学Abstract：In the recent development of air conditioning system of passenger vehicle, design process has had important changes with introduction of advanced digital design technologies included CAD/CAE/CAM. In particular, CAE technologies of air conditioning system of passenger vehicle are constantly evolving, and changing the traditional experience design methods. It is of great importance to improve design quality, shorten development cycles and decrease development costs. In this paper, design process of passenger vehicle air conditioning system and the main points of CAE technologies in various different design phases are described, and countermeasures of speeding up technical improvement of air conditioning system design have been put forward.Key words: Passenger vehicle, Air conditioning system, CAE, CFD1．引言乘用车汽车空调系统具有制冷、取暖、除霜、除雾、空气过滤和湿度控制等功能，现代空调系统由制冷系统、温水供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成，它的功能多样性和组成复杂性给空调系统设计带来了很大的难度。
汽车空调管带式蒸发器模型参数数值模拟分析
一
管带式蒸发器是多孔扁管换 热器， 当扁管宽度不变时， Ｌ 孑 数的改变， 直接影响制冷剂侧的水力直径这 重要的参数， 进而影响换热器的性能， 所以孔数的选择对换热器性能有重要 的影响． 近年来， 又出现了
带 内肋的管带式蒸发器． 研究表明：内肋强化表面既增加 了换热面积， 又增强了换热系数， 可同时也增加
有一定参考价值 ． 关键词： 蒸发 器模 型； 拟分析 ； 模 分布参数 ； 面传热 系 表 数
中图分类号： ４４１８ Ｕ ６． ３
文献标识码： Ａ
文章编号：６２ ２８ ０２ ２ ０００ １７－ ９（ １） － ６－ ５ ２ ００ ４
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎＡｎ ｌ ｓｓｏ ｓｒｂ ｔ ｄ Ｐａ ａ ｅ ｅ ｆ ｉ ｌｔｏ ａｙ ｉ ｎ Ｄｉｔ ｉ ｕ ｅ ｒ ｍ ｔ ｒｏ Ｓ ｒ ｅ ｔｎ ａ ｒ ｔ ｒｉ ｕ ｏ ｏ ｉｅＡｉ－ ｏ ｉｉ ｎ ｒ ｅ ｐ ｎ ｉ ｅＥｖ ｐｏ ａ ｏ Ａ ｔ ｍ ｂ ｌ ｒｃ ｎｄ ｔｏ ｅ ｎ 、 ｔ ａ ｈ ｍ ａ ｉ ａ ｏ ｅ ｈ Ｍ ｔ ｅ ｔｃ ｌ Ｍ ｄｌ
了制冷剂侧的流动阻力． 空气侧普遍采用波纹百叶窗翅片形式 的管带式蒸发器， 它的百叶窗翅片是很薄 的铝片， 先等距离冲出百叶窗形窄条， 再扭转一定的角度， 通常采用两组相对扭转． 百叶窗翅片使空气偏 离 了原有流动方 向， 而与百叶窗平 面方 向一致， 从而增加了气流的扰动， 增强了换热． 百叶窗翅片结构参 数对空气侧性能影响的研究非常复杂 ， 光依靠试验来研究代价显然是很大 的， 利用数值模拟方法来进行 性能优化计算是个很好的选择 ． 管带式蒸发器相关 的制冷剂侧 和空气侧 的流动 、传热和传质机理 的试验和理论研究都为管带式蒸发 器 的数值模拟奠定 了良好 的基础． ｈｎ Ｃ ａ ｇ等人【 ２ 】 在管带式蒸发器试验研究的基础上， 通过引入面积 ￣（ ｅ ａａ ｒ ｒ ｉ 因子， ａｏ ｔ） 得到了形式较为简单的． ．因子的计算关联式． ，厂 、 和试验数据相 比， 换热系数 和压降的关联式预
一维仿真计算在汽车空调系统开发的应用
10.16638/ki.1671-7988.2021.08.027一维仿真计算在汽车空调系统开发的应用张志，阮先轸，席日成，胡珂（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511031）摘要：文章以某PHEV车型空调系统为分析对象，利用一维仿真软件AMESim建立零部件模型、台架模型、整车瞬态降温模型，通过一维仿真计算结果与零部件测试数据、空调系统台架数据、整车空调制冷工况数据分析对比，表明一维仿真计算在汽车空调的开发中能够为性能目标达成的判断以及系统性能的研究提供支撑。
关键词：汽车空调；一维仿真；试验：制冷；AMESim中图分类号：U463.85+1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)08-86-04Application of one Dimensional Simulation Calculation in the Developmentof Automobile Air Conditioning SystemZhang Zhi, Ruan Xianzhen, Xi Richeng, Hu Ke（Guangzhou Automobile Research Institute, Guangzhou Automobile Group Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 511031）Abstract: This paper takes the air conditioning system of a PHEV vehicle as the analysis object, establishes the parts model, bench model, vehicle transient cooling model and heating model by using one-dimensional simulation software AMESim. By comparing the one-dimensional simulation results and test results of the air-conditioning system bench, vehicle air- conditioning refrigeration condition and vehicle heating condition, it shows that the one-dimensional simulation calculation is used in the development of automobile air-conditioning It can provide support for the judgment of performance goals and the research of system performance.Keywords: Automotive air conditioning; One dimensional simulation; Test; Cooling; AMESimCLC NO.: U463.85+1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)08-86-04前言汽车空调系统作为乘员舱车内空气调节的装置，用于舱内温度、湿度、流动及空气洁净度、新鲜度等因素调整和保持在最佳状态，为驾驶员及乘员提供舒适的乘坐环境。
基于Solid Edge的汽车空调层叠式蒸发器参数化设计
基于Solid Edge的汽车空调层叠式蒸发器参数化设计叶斌;赵韩;刘向农;吴昊;江斌【摘要】Taking Visual Basic as development language and using the method of object-oriented and parametric design, this paper develops a parametric design system of vehicle air-conditioner laminated evaporator based on Solid Edge. The design example shows that this system can greatly reduce the de sign time, improve the design quality and efficiency, and lay the foundation for the following comput er aided design(CAD), computer aided manufacturing(CAM) and product optimization.%文章使用Visual Basic应用程序作为开发语言,采用面向对象以及参数化设计的方法,开发了基于Solid Edge的汽车空调层叠式蒸发器参数化设计系统.设计实例表明采用此系统能够将设计时间大幅缩短,可提高设计质量和效率,还能为后续的计算机辅助设计(CAD)、制造(CAM)以及产品的优化等打下基础.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(034)012【总页数】4页(P1769-1772)【关键词】Solid Edge软件;汽车空调;层叠式蒸发器;参数化设计;计算机辅助设计【作者】叶斌;赵韩;刘向农;吴昊;江斌【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】U463.99;TB657.2;TP391.72汽车空调蒸发器型式历经多种变化，目前层叠式蒸发器在轿车、面包车以及大客车中应用广泛，是最有发展前景的蒸发器形式。
汽车空调换热器的仿真模拟与设计
三、设计与制造
微通道换热器的设计需要考虑多个因素，如通道尺寸、通道形状、流体性质 等。在本次演示中，我们采用了一种新型的微通道设计，即蛇形微通道设计。这 种设计具有较高的传热系数和结构稳定性，能够满足汽车空调系统的要求。
在制造过程中，我们采用了先进的微细加工技术，将铝合金材料制成微小的 通道，使得通道壁厚均匀、光滑，以保证换热效果。同时，我们采用了真空钎焊 技术将多个微通道板组合在一起，以避免出现泄漏和堵塞等问题。
汽车空调换热器的仿真模拟与 设计
01 引言
03 设计流程 05 结论
目录
02 仿真模拟 04 仿真结果 06 参考内容
引言
随着科技的不断进步，汽车行业正迅速发展，对汽车空调系统的性能也提出 了更高的要求。汽车空调换热器作为汽车空调系统的重要组成部分，其性能直接 影响到整个空调系统的效果。因此，对汽车空调换热器进行仿真模拟与设计显得 尤为重要。本次演示将深入探讨汽车空调换热器的仿真模拟与设计，以提高汽车 空调系统的整体性能。
基于以上结论，我们提出以下建议：加强对汽车空调换热器的仿真模拟研究， 以进一步提高换热器的性能；在翅片厚度和间距的选择上，要进行多种方案比较， 找到最佳平衡点；优化冷凝器和蒸发器的结构设计，提高热量传递的均匀性；加 强生产过程中的质量控制，确保每个换热器的性能符合设计要求。
参考内容
随着汽车技术的不断发展，汽车空调系统的性能和效率也得到了极大的提升。 然而，传统的汽车空调系统存在着能效比不高、制冷效果不佳等问题。为了解决 这些问题，本次演示研究了一种采用微通道换热器的二氧化碳汽车空调系统，旨 在提高其冷却性能和能源利用效率。
四、性能测试
为了验证微通道换热器的性能，我们进行了一系列实验测试。首先，我们对 微通道换热器的温度分布进行了采集和分析，发现其温度分布均匀、冷却效果显 著。其次，我们对其湿度处理能力进行了测试，发现微通道换热器能够有效地降 低湿度，有利于提高制冷效果。最后，我们对微通道换热器的流量性能进行了测 试，发现其具有较好的流量调节能力，能够适应不同的环境温度和负荷条件。
AMESim仿真技术在汽车空调制冷系统中的应用
AMESim仿真技术在汽车空调制冷系统中的应用丁玮;孙强;徐庆春【摘要】基于某车型的空调系统方案,采用AMESim软件先搭建并标定了该系统的零部件仿真模型,将零部件仿真性能与单体性能进行对比,验证了仿真的可靠性.随后搭建了该空调系统仿真模型,将系统仿真结果与系统台架试验数据进行对比,进一步验证了仿真的可靠性.最后研究了amesim在整车降温性能仿真上的应用,从结果来看仿真值与试验得到的驾驶舱乘员脚部平均温度值相符.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】4页(P74-77)【关键词】Amesim;整车降温;空调系统仿真;试验【作者】丁玮;孙强;徐庆春【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601;安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U467.3AMESim仿真技术在汽车空调制冷系统中的应用丁玮，孙强，徐庆春（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601）摘要：基于某车型的空调系统方案，采用AMESim 软件先搭建并标定了该系统的零部件仿真模型，将零部件仿真性能与单体性能进行对比，验证了仿真的可靠性。
随后搭建了该空调系统仿真模型，将系统仿真结果与系统台架试验数据进行对比，进一步验证了仿真的可靠性。
最后研究了amesim在整车降温性能仿真上的应用，从结果来看仿真值与试验得到的驾驶舱乘员脚部平均温度值相符。
关键词：Am esim；整车降温；空调系统仿真；试验中图分类号：U467.3文献标识码：A文章编号：1671-7988(2015)08-74-04作者简介：丁玮，工程师，就职于安徽江淮汽车有限公司技术中心。
Simulation Technique of AMESim and Its Application in Performance Study of Automotive Air Conditioning systemDing Wei, Sun Qiang, Xu Qingchun( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )Abstract: To evaluate which solution of an automotive air conditioning system is better,a software named amesim was used to establish and calibrate the simulation models of automotive air conditioning components.The reliability of simulation was verified after comparing singe component simulation data with component experiment data. An automotive air conditioning system simulation was established using the components models built before, and the reliability of simulation was further verified after comparing system simulation data with systemexperiment data. Finally, the application of amesim in performance of automotive cooling capability was studied and the results indicate that the simulation data of cabin average temperature fitted the experimental data of carbin average foot temperature.Keywords: Amesim; Automotive cooling; System Simulation; Experiment CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)08-74-04引言汽车空调制冷系统的性能主要由两方面决定：一为构成系统的各零部件的性能；二为系统匹配的合理性[1]。
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。
用于控制分析的多蒸发器变制冷剂流量空调系统的通用仿真模型.
用于控制分析的多蒸发器变制冷剂流量空调系统的通用仿真模型朱永华，金新桥，杜智敏，范博，付思杰上海交通大学机械工程学院，上海，200240，中国文章信息：文章历史：2013年一月24收到2013年四月27收到修订版2013年四月28接受2013年五月18在线提供关键词：制冷系统变制冷剂流量模拟通用算法控制分析摘要：指出变制冷剂流量（VRF）系统的AGM-I 和AGM-II性能和控制分析的通用仿真模型被开发。
首先，从零部件到整个VRF系统的仿真模型得到解决。
然后仿真模型采用报道的公开文献的实验数据验证。
平均误差百分比来预测系统的制冷量，能源消耗和COP分别是4.69％，4.64％，1.19％。
最后，进行测试。
结果表明，建立的模型进行快速计算和蒸发器的数量无关。
从点的计算速度，AGM-I i更适合于多蒸发器VRF系统，而AGM-II更适合一个蒸发器的VRF系统。
测试结果表明系统模型对变化条件很好的反应能力，包括蒸发器入口空气温度，室外空气温度，压缩机转速的电子膨胀阀的开度，这都是非常重要的变量控制分析。
1.简介节能降耗的目的和空调系统在同一栋楼的独立单位拥有不同的服务区域的需求，鼓励多蒸发器变制冷剂流量（VRF）系统的普及，如商业建筑，如写字楼，商场，旅馆等。
多蒸发器的VRF系统，也称为多联机VRF系统，采用变制冷剂流量的技术，是一种制冷系统包括一个室外机和多个室内机，室外机的变频压缩机和位于每个室内机电子膨胀阀调节制冷剂流量（EEVs）来匹配空间冷/热负荷以维持设定点的空气温度（aynur等人。
，2009）。
所称的多蒸发器的VRF系统将以下面的VRF系统简称。
据称，由于良好的部分负荷性能，并热传递直接从制冷剂到空气，VRF系统具有更好的节能潜力比传统的HVAC（加热，通风和空调）系统，如中央空调系统，FPFA（风机盘管加新风）系统等（Zhou等，2007; Aynur 等人，2008年a，2008年b;李等人，2009年;刘和洪，2010）。
用于控制分析的多蒸发器变制冷剂流量空调系统的通用仿真模型解读
用于控制分析的多蒸发器变制冷剂流量空调系统的通用仿真模型朱永华，金新桥，杜智敏，范博，付思杰上海交通大学机械工程学院，上海，200240，中国文章信息：文章历史：2013年一月24收到2013年四月27收到修订版2013年四月28接受2013年五月18在线提供关键词：制冷系统变制冷剂流量模拟通用算法控制分析摘要：指出变制冷剂流量（VRF）系统的AGM-I 和AGM-II性能和控制分析的通用仿真模型被开发。
首先，从零部件到整个VRF系统的仿真模型得到解决。
然后仿真模型采用报道的公开文献的实验数据验证。
平均误差百分比来预测系统的制冷量，能源消耗和COP分别是4.69％，4.64％，1.19％。
最后，进行测试。
结果表明，建立的模型进行快速计算和蒸发器的数量无关。
从点的计算速度，AGM-I i更适合于多蒸发器VRF系统，而AGM-II更适合一个蒸发器的VRF系统。
测试结果表明系统模型对变化条件很好的反应能力，包括蒸发器入口空气温度，室外空气温度，压缩机转速的电子膨胀阀的开度，这都是非常重要的变量控制分析。
1.简介节能降耗的目的和空调系统在同一栋楼的独立单位拥有不同的服务区域的需求，鼓励多蒸发器变制冷剂流量（VRF）系统的普及，如商业建筑，如写字楼，商场，旅馆等。
多蒸发器的VRF系统，也称为多联机VRF系统，采用变制冷剂流量的技术，是一种制冷系统包括一个室外机和多个室内机，室外机的变频压缩机和位于每个室内机电子膨胀阀调节制冷剂流量（EEVs）来匹配空间冷/热负荷以维持设定点的空气温度（aynur等人。
，2009）。
所称的多蒸发器的VRF系统将以下面的VRF系统简称。
据称，由于良好的部分负荷性能，并热传递直接从制冷剂到空气，VRF系统具有更好的节能潜力比传统的HVAC（加热，通风和空调）系统，如中央空调系统，FPFA（风机盘管加新风）系统等（Zhou等，2007; Aynur 等人，2008年a，2008年b;李等人，2009年;刘和洪，2010）。
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。
某型汽车空调风道的CFD数值模拟计算应用
某型汽车空调风道的CFD数值模拟计算应用陈杨华;冯英【摘要】The application of the CFD method in a Car Air Conditioner Duct was discussed,from which we obtained pressure distribution, air distribution of outlets and velocity field. Some modifications were put forward to optimize the duct structure, ft turned out that optimized duct made air distribution more even and air flow loss reduced.%利用CFD方法对某型汽车的空调风道进行数值模拟,得出了风道整体的速度场、压力分布以及各出风口的风量分配.对中、侧风道进行结构优化,结果表明优化后的风道风量分配更均匀,风量损失减少.【期刊名称】《南昌大学学报（理科版）》【年(卷),期】2012(036)003【总页数】4页(P282-285)【关键词】汽车空调;风道;CFD;风量分配【作者】陈杨华;冯英【作者单位】南昌大学机电工程学院,江西南昌 330031;南昌大学机电工程学院,江西南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】U463.851近些年来，汽车已经逐步走入各家各户，市场竞争也越来越激烈，汽车空调作为衡量汽车优劣的标准之一，越来越受到重视。
汽车空调整体性能不仅仅与空调蒸发器总成、外界环境有关，还与风道系统的设计息息相关。
汽车空调风道自回风口至仪表盘散流器，几何形状不规则，若采用传统试验方法研究，不仅耗时间费力气也无法确定主要影响因素，CFD（计算机流体力学）方法应用于汽车空调风道研究，可以有效的避免传统方法的高费用耗时长的缺点，明确研究方向，快速获得风道系统的流动特性参数，分析其结构设计的合理性。
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
仿真技术在空气蒸发器设计中的应用
仿真技术在空气蒸发器设计中的应用程莹莹;王浩;张杰;柳光磊【摘要】本文在蒸发器设计原理的基础上,结合Matlab仿真软件对空冷式蒸发器进行设计研究.文章选用计算模型为稳态分布参数模型,根据目前最为常用而且相关技术参数较成熟的四种肋片管,通过对每一种肋片管肋片形式的蒸发器管内制冷剂的不同状态分别做分析,以此达到较好的仿真效果.文章针对管壁肋片的不同形式,综合分析各种肋片管在不同空气流速、不同肋间距下换热情况,以及不同制冷剂流量对换热情况的影响.在仿真结果上对比实际冷凝器的换热情况,比较仿真的结果,提出了一系列设计意见.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2011(030)003【总页数】6页(P18-23)【关键词】空冷式蒸发器;仿真程序;空气流速;换热效果;肋片形式【作者】程莹莹;王浩;张杰;柳光磊【作者单位】湖南科技大学能源学院,湘潭411201;湖南科技大学能源学院,湘潭411201;湖南科技大学能源学院,湘潭411201;湖南科技大学能源学院,湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TB657;TK172.4蒸发器是空调的换热器之一,其通过与室内冷热源进行热量交换,达到把室内的不需要的冷量或热量排放到室外的目的。
蒸发器在空调系统中至关重要,因此对蒸发器的设计研究在空调器设计研究中至关重要。
制冷剂在蒸发器中主要是经历相变的过程,这样可以极好的利用制冷剂冷凝潜热大的特点。
在制冷模式下,当机组系统稳定运行时,制冷剂以低温低压气液混合两相状态进入蒸发器,在蒸发器内通过吸热液态逐渐变为气态,并最终全部变为气态,乃至过热气态。
当蒸发器设计不合理或系统中制冷剂充注量不够时,蒸发器内制冷剂的状态变化可能并不理想,达不到制冷效果,从而影响装置的功效。
为了能很好的反映不同情况蒸发器的特性,在建立蒸发器的数学模型时,应该充分考虑研究的目的和期待达到的效果[1]。
例如,当房间空调器在运行时处于动态平衡状态,可考虑采用稳态模型;而家用电冰箱由于要不断靠开停机来动态调节冰箱内的温度,所以应当采用动态模型。
机载准双级压缩蒸发制冷系统动态仿真
机载准双级压缩蒸发制冷系统动态仿真王镭;蒋彦龙;孙程斌【摘要】基于MATLAB Simulink使用移动界面法建立了蒸发器、冷凝器分区集总参数动态模型,采用补气-压缩模型和闪发器模型结合迭代计算时间步长内系统的中间补气压力和流量,建立了准双级压缩机模型,将蒸发循环制冷系统各个部件整合形成准双级压缩蒸发循环制冷系统,用以研究机载准双级蒸发循环制冷系统动态特性.研究表明在单一参数或者多参数改变时系统能较好的提供动态特性参数并提供动态特性仿真曲线,对进一步研究机载蒸发循环制冷系统故障诊断、机载蒸发循环控制方法等有参考意义.【期刊名称】《制冷与空调（四川）》【年(卷),期】2018(032)003【总页数】7页(P235-241)【关键词】准双级压缩;动态仿真;移动界面法;Simulink【作者】王镭;蒋彦龙;孙程斌【作者单位】南京航空航天大学航空宇航学院南京 210006;南京航空航天大学航空宇航学院南京 210006;南京航空航天大学航空宇航学院南京 210006【正文语种】中文【中图分类】TP391.90 引言自1851年Carrier制造第一台吸收式氨制冷机开始，蒸发循环制冷系统的研究从无到有，从简单到复杂。
20世纪40年代蒸发循环制冷系统在技术上日渐成熟，逐渐开始向航空器应用，但是开始移植的系统参照了地面空调系统，压缩机按照最大设计载荷的固定转速工作，所以能耗较空气循环系统大[1]，再加上蒸发循环系统重量、体积和维护性方面的种种劣势，使得蒸发循环制冷系统在早期飞机上短暂应用后逐渐停止使用。
随着航空工业的不断发展，机上电子设备散热形式严峻，传统的空气循环由于性能系数低等原因已经难以满足机上热负荷的散热需求，而蒸发循环制冷技术的发展特别是制冷压缩机高速变速驱动技术的进步，使得压缩机和其他制冷部件都更加小巧紧凑，蒸发循环系统应用于机上的性能代偿大大减小。
美国空军研究已经证明，把F-15C/(E)战斗机从开式空气循环系统改为闭式蒸发循环制冷系统后，燃油代偿损失减少了约25%。
仿真技术在蒸发器优化设计中的应用
仿真技术在蒸发器优化设计中的应用摘要：本文应用仿真技术对蒸发器进行模拟仿真，分析其存在的设计问题，并针对问题进行优化改进，优化后蒸发器性能提升明显。
关键词：仿真，蒸发器，优化设计Application of simulation technology in optimal design ofevaporatorLin Weixue, Lin Yongtao, Song Shuli(1,Zhuhai GREE Mechanical & Electronic Co.,Ltd;2,GREE Electric Appliance INC.of ZHUHAI , ZHUHAI 519070)Abstract:The simulation technology is used to simulate the evaporator in this paper. Through analyzing the existing design problems the optimize and improve scheme is proposed. And the performance of the optimization evaporator is significantly improved.Key words: Simulation; evaporator; optimization design1引言蒸发器是空调冷媒循环系统中室内侧冷媒发生相变的位置，冷媒相变过程中与空气发生热量交换，从而达到制冷或制热的效果，故蒸发器换热能力的优劣决定了整个空调系统的性能。
本文应用仿真技术对蒸发器进行模拟仿真，分析蒸发器设计参数对其换热能力的影响，最终优化换热器换热能力，提高机组性能。
2仿真原理空调换热性能仿真是基于AMESim平台，AMESim是一维图形化的系统仿真集成平台，软件应用库包括了30多个专业库，3500多个部件，包括了两相流库、空调库、热库等，集成了空调系统整体部件，可用于空调系统建模仿真和动态特性分析。
汽车空调用管片式蒸发器的设计、校核计算实用方法
汽车空调用管片式蒸发器的设计、校核计算实用方法为便于技术人员进行管片式蒸发器的设计或校核计算，现根据经验整理一套实用计算方法，供大家参考与讨论。
一、设计计算实用方法㈠ 确定设计参数在进行设计计算时，有些参数有通用标准，有些参数必须经过估算才能确定。
根据实际情况，在汽车空调系统中一般在进行管片式蒸发器设计计算之前可以确定以下参数：⒈目标制冷量Q这个参数必须根据整车热负荷进行估算，然后放大一定的安全系数，一般可以结合国内外相似车型的空调系统制冷量进行类比确定设计目标。
⒉蒸发器的送风量V在其他专家的文献中，这个参数一般是通过具体计算来确定，但我根据多次计算的经验，认为这种方法并不十分合理。
在他们的文献中，一般规定了蒸发器的出风参数，这样计算出来的送风量最后在实际应用中往往没有合适的风机来实现。
根据经验，制冷量与送风量之比最好在1:8－9左右，因此，我们确定了目标制冷量Q之后，可以初步估算出送风量，然后根据估算的送风量大小来选定风机的型号与数量。
在选取风机时，一般可以选取稍大于初步估算的送风量为好。
⒊空气侧的计算参数在汽车空调中，蒸发器空气侧的计算参数有一些具体的规定：⑴ 空气进风干球温度ta1 = 27.0℃⑵ 空气进风湿球温度ta1′= 19.5℃⑶ 当地大气压为标准大气压PB = 101.32KPa⒋冷媒侧的计算参数在汽车空调中，蒸发器冷媒侧的计算参数也有一些具体的规定：⑴ 蒸发温度te = -1.0℃⑵ 冷凝温度tk = 60.0℃⑶ 进膨胀阀前冷媒过冷度SC = 5.0℃⑷ 出蒸发器时冷媒过热度SH = 8.0℃⒌管片式蒸发器的结构参数在进行设计计算之前，还必须根据企业的具体情况和生产能力，确定管片式蒸发器的基本结构参数，即所用紫铜管（也有用铝管，为便于论述，结合本公司的具体，以下均用紫铜管）和翅片（一般用铝箔加工）的基本结构参数。
在汽车空调中，所用管片式蒸发器一般采用错排方式，其局部翅片形状如图1所示：图1 翅片局部图在汽车空调管片式蒸发器中，所用的翅片一般有翻边，紫铜管在套片后的结构见图2所示：图2 套片管结构在进行设计计算之前，必须确定以下的几个参数即：⑴ 垂直于空气流动方向的管中心距S1⑵ 沿空气流动方向的管中心距S2⑶ 翅片间距e⑷ 翅片厚度δf⑸ 所用紫铜管（或铝管）的外径d和壁厚δ㈡ 设计计算在确定了以上设计参数以后，即可以进行设计计算。
板式蒸发器仿真计算模型_景步云
・1481・
板式蒸发器仿真计算模型
景步云，谷 波，黎远光
(上海交通大学动力与能源工程学院, 上海 200030)
摘
要：对板式蒸发器建立仿真计算模型。并利用模型，精确计算了板式蒸发器里流体沿流道方向
温度、压力的分布以及冷热流体的速度分布和板壁温度分布。根据模型的计算结果，分析换热器运 行性能，阐述仿真结果的理论依据，说明了板式换热器的换热和流体流动情况，为板式换热器的优 化设计和系统仿真提供了基础。 关键词：板式蒸发器；仿真；分布参数模型 文章编号: 1004-731X (2003) 10-1481-03 中图分类号：TQ021.1 文献标识码： A
引 言1
板式蒸发器是一种高效换热器。 从六十年代开始，国内 外学者们就对板式换热器的性能展开了研究， 但都局限于板 式冷凝器的研究，集中于换热器中蒸汽的凝结换热特性。 Troupe[1] 等提出采用数值集中参数法如龙格库塔法对板式 换热器的流动特性求解。 CHITTUR CHANDRASEKHARAN LAKSHMANAN [2] 则以传递函数法对板式换热器进行集中 动态仿真,但对板式换热器作为蒸发器的论述却很少。本文 对制冷剂 R22 在板式蒸发器中沿流动方向各点分布参数进 行数值模拟，以便全面了解板式蒸发器的性能和运行安全效果。
α gl λ DG Cp µ = 0.023( l )( e l ) 0.8 ( l l ) 0.4 F De µl λl
0.89 tt [3]
µ 0.14 ) µw
(9)
∂( ρW wW ) ∂pW + = − f W + ρW e g∆x ∂x ∂x 1 2 ∂hW ρW wW ∂( 2 wW ) + ρW wW ∂x ∂x qW =− − ρW 1wW g dx 同样对上述方程依次进行差分：
基于Flowmaster的车辆空调系统数值模拟
基于Flowmaster的车辆空调系统数值模拟蒋东章;梁林;陈希;郭富男【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.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】4页(P18-21)【关键词】汽车空调;Flowmaster软件;数值模拟;稳态特性;动态特性【作者】蒋东章;梁林;陈希;郭富男【作者单位】中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】U463.85+1对于计算机仿真技术在空调制冷系统上的运用，可以追溯到20世纪六十年代[1]。
到了20世纪九十年代，集中参数和分布参数的研究得到了进一步的发展，并向实用型转化[2]。
R N N KOURY等[3]构建的模型中，蒸发器和冷凝器被分解成大小一样的控制单元，通过能量、动量方程、质量方程列出每个单元与时间相关联的平衡方程，对其进行计算求解。
王瑞等人[4]发现尖角波纹翅片的传热效果优于圆角波纹翅片。
陈友明等[5]着重研究空调冷水系统的流量、压力及温度分布，简化模型，不建立冷水机组的仿真模型。
全静[6]利用Flowmaster对制冷系统进行仿真建模，并分析了制冷部件中的流量、压力的分布变化情况，了解制冷系统的运行特性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 2 模型剖面速度云图
由图 2 的速度云图可知，由于风机涡壳出口面与 蒸发器入口面成 90 角的关系，因此，在离心力原理的 作用下，大部分空气在涡壳内及流经涡壳与蒸发器入 口面之间的弯曲流道时贴近腔体流道的外壁，造成空 气在流道内相当严重的偏流现象。由于偏流现象的存 在，使得在蒸发器入口面前的区域内形成了一个很大 的涡旋。这个涡旋是空调的主要噪声源之一。
可知，仿真后的蒸发器总成数值计算模型得到了优化改进，提高了空调性能。把 CFD 技术应用到蒸发
器总成的设计，缩短了蒸发器总成系统的研发周期，降低了成本及试验费用。
关键词：计算流体力学；蒸发器总成；数值模拟
中图分类号：TB657
文献标识码：A
空调是汽车现代化标志之一，空调系统已成为高 级轿车的标准装备。提高汽车空调技术已经成为增强 汽车市场竞争力的 重 要 手 段［1］。蒸 发 器 总 成（ 简 称 HVAC）是汽车空调系统中是至关重要的部件，对空调 的制冷效果有着显著的影响。空气在 HVAC 内部的 流动状况直接影响到 HVAC 的使用性能，而这一问题 一直是汽车空调领域的专家们十分关注的问题。随着 计算流体力学（ 简称 CFD）理论的飞速发展，利用该理 论对汽车空调进行开发设计已成为一种非常重要的方 法。计算流体力学在现代汽车空调上的应用能够有效 地模拟汽车空调在实际应用中空气在空调内部流动的 情况，对于汽车空调的设计、开发和改进有非常大的实 用价值。
空气流体在经过蒸发器芯体时速度分布是否均匀 将影响到蒸发器芯体的使用效率，而在蒸发器入口面 上的空气分布直接影响到气体流经芯体时的分布且对 蒸发器芯体的换热效率有着很大的影响。因此，应当 使空气在此面上的分布尽可能的均匀，以提高蒸发器 芯体 的 换 热 效 率。图 3 所 示 为 模 型 在 z 轴 负 方 向 71 mm处蒸发器入口面的速度分布云图。
近年来，国外的学者对汽车空调蒸发器总成进行 了深入的研究。例如，L. Bennett 等人利用 CFD 技术 对 HVAC 模型内的空气流动进行了数值模拟，得到了 速度及静压等参数在出口和内部各截面处的模拟结果 与实验数据的发展趋势相同的结论［2 - 4］；RoIand Marzy 等人把汽车暖风系统模型分成多个子模型进行数值模 拟以提高对整个系统分析的精确度［5］；M. Henner 等 人对风机涡壳及壳体等结构进行分析，对其结构进行 改进［6 - 7］。国内在 CFD 分析领域的研究是近年内才
图 1 HVAC 模型网格几何结构
由于空气在蒸发器总成流道内的流动过程是一个
复杂的三维 湍 流 流 动 过 程，因 此，对 湍 流 的 处 理 采 用
- 8 双方程模型。在三维笛卡尔坐标系中，以张量形
式表示的湍流对流换热控制微分方程如下：
连续性方程
动量方程
6!i = 0 6"i
（1）
[ ( ) ] 6（
42
重庆大学学报（ 自然科学版）
2005 年
消除了噪声源，同时也减少了空气流动的能量损失，提 高了 HVAC 的使用性能。图 6 所示为优化后模型在 " 轴负方向 7l mm 处蒸发器入口面的速度分布云图。 从图 6 与图 3 相比较可知，优化后的模型使空气在蒸 发器入口面上的速度分布比图 3 所示的原模型均匀， 降低了空气偏流的现象。优化后的结构使蒸发器的使 用效率 大 大 提 高，因 此，蒸 发 器 总 成 的 性 能 也 得 到 提高。
到了优化改进，提高了空调性能； 3）把 CFD 技术应用到蒸发器总成设计计算中可
以缩短蒸发器总成研发时间，降低研发成本及 实 验 费用。
参考文献：
［1］ 齐志鹏. 汽车空调系统的结构原理与检修［ M］. 北京：人 民邮电出版社，2002.
［2］ BENNETT L，DIXON C W S，WATKINS S. Modeiiing and Testing of Air Fiow in a HVAC Moduie［ J］. SAE paper， 2002，（1）：506 - 509.
* 收稿日期：2004 - 11 - 10 基金项目：重庆市重大科技攻关项目（7736） 作者简介：于福义（1973 - ），男，辽宁抚顺人，重庆大学硕士研究生，主要从事汽车空调系统设计的数值仿真技术的研究。
第 28 卷第 3 期
于福义 等： 汽车空调系统蒸发器总成数值仿真
41
为 55. 5 万余个网格单元。
图 4 HVAC 优化模型几何结构
对优化结构进行数值计算，并对计算结果进行后 处理 分 析。 图 5 所 示 为 优 化 后 模 型 在 ! 轴 方 向 200 mm处模型剖面的速度分布云图。模型通过优化 后，从图 5 模型剖面图与图 2 原模型剖面图相比较可 知，优化后的模型消除了位于蒸发器入口面前的涡旋，
［5］ ROLAND MARZY，JOSEF HAGER，CLEMENS DOPPELBAUER. Optimization of Vehicie Worm-up Using Simuiation Tooi［s J］. SAE Paper，2001，（1）：1 705 - 1 709.
［6］ GERALD SERDER，FABIANO BET，THOMAS HEID，et ai. A Numericai Simuiation Strategy for Compiex Automotive Cooiing System［s J］. SAE paper，2001，（1）：1 722 - 1 725.
汽车空调系统蒸发器总成数值仿真*
于 福 义，凌 泽 民
（ 重庆大学 机械工程学院，重庆 400030）
摘 要：根据计算流体力学原理（ 简称 CFD），对一种典型的汽车空调系统蒸发器总成进行了数值
模拟仿真。通过应用 CFD 技术对蒸发器总成进行数值仿真设计，并改进设计结构上的不合理部分，可
以达到使总成内空气的速度、温度得到均匀的分布，得到适当的速度值以及降低噪声的目的。计算结果
［7］ HENNER M，LEVASSEUR A，MOREAU S. Detaiied CFD Mmodeiing of Engine Cooiing Fan Systems Airfiow［ J］. SAE paper，2003，（1）：615 - 618.
2005 年 3 月 第 28 卷第 3 期
重庆大学学报（ 自然科学版） JournaI of Chongging Universit（y NOturOI Science Edition）
文章编号：1000 - 582X（2005）03 - 0040 - 04
Mar. 2005 VoI. 28 No. 3
4结论
l）以 CFD 技术进行蒸发器总成数值仿真可以分 析并改进模型结构上的不合理的设计，使之能够得到 均匀的速度、温 度 分 布，适 当 的 速 度 值 以 及 降 低 空 调 噪声；
2）由计算结果可知，蒸发器总成数值计算模型得
第 28 卷第 3 期
于福义 等： 汽车空调系统蒸发器总成数值仿真
43
图 3 蒸发器入口面速度云图
由图 3 可知，由于空气在风机段存在偏流现象，所 以在蒸发器入口面上速度分布极不均衡，在图的上部 空气的速度很高而下部很低。这样就使蒸发器芯体下 部流过的空气很少，虽然芯体有一定的均流作用，但仍 使芯体的换热效率大大降低。
3 模型优化及分析
由以上分析可知，原设计的 HVAC 模型结构存在 涡旋和偏流等不合理现象，所以需要对结构进行优化 处理。分析产生涡旋和偏流的原因是由于气体流经模 型拐弯处受离心力的作用的原因，所以，应在风机段涡 壳出口与蒸发器段的蒸发器入口之间的拐弯处加导流 叶片的方法来解决结构问题。通过多次的优化模型， 最终确定的模型结构如图 4 所示。
1 数学模型
1. 1 物理模型及网格划分 根据汽车空调蒸发器总成的实物模型建立 CFD
分析模型。典型的蒸发器总成结构由 5 段构成，即涡 壳段、蒸发器段、中间段、水箱段和出风段。其中，蒸发 器和换热水箱的结构中都包含有百叶窗翅片结构，该 结构对空气的流动和空气与蒸发器之间的换热过程有 强烈的影响，一般在进行计算处理时需要将蒸发器段 和换热 水 箱 段 作 为 多 孔 介 质 层 处 理。笔 者 选 定 的 HVAC 模型网格几何结构如图 1。由于该 HVAC 壳体 容积较大，为了保证计算的精度，将整个物理模型划分
［3］ JACK WILLIAMS. Aerodynamic Drag of Engine-coiiing Airfiow with Externai Interferenc［e J］. SAE Paper，2002，（1）： 512 - 516.
［4］ TOSHIO TAKEUCHI，NAOYA KAKISHITA，ITSUHEI KOHRI. The Prediction of Refrigeration Cycie Performance With Front End Air Fiow CFD Anaiysis of an Automotive Air Conditione［r J］. SAE paper，2002，（1）：517 - 520.
tankar 提出的控制容积有限元法进行求解，计算区域
采用非均匀四面体单元进行网格离散，控制方程的对
流项采用 Rhie 和 Chow 提出的二阶迎风格式进行离
散，扩散项采用线形插值多项式进行计算。速度和压
力偶合采用 SIMPLE 算法处理。
2 计算结果和分析
对模型计算后，利用云图、矢量图、等值线图等分 析手段对流体的速度、温度和压力等流场参数进行后 处理分析。通过各个位置的剖面图，利用上述方法就 可以对模型的任一部位进行分析，分析流体在流道中 是否存在涡旋、速度的分布是否均匀及判断模型结构 是否合理。图 2 所示为模型在 x 轴方向 200 mm 处模 型剖面的速度分布云图。
图 5 优化后模型剖面速度云图