03.乘员舱热舒适分析技术
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乘员舱热舒适性分析技术
～STAR-CCM+的MRT、湿度、PMV的预测～
CDAJ-China
技术部
唐连伟相羽俊輝(CDAJ)
CAE －成本节约和技术革新的关键技术
概述
对于住宅、办公室、学校和大厅等建筑物内的舒适性分析
的已经很常见了，近来对于乘员舱内热舒适性的需求越来越多。乘员舱内空间一般相对建筑物内空间狭小，人员更容易受到来自窗外光照的影响，同时空调口吹风的分布对乘员舱内的环境
的影响也很大，因此舱内热舒适性的评价是设计人员必须考虑的因素，也是提升设计附加值的方法。在此我们介绍如何使用STAR-CCM+进行乘员舱热舒适性分析评价。
目录
1.热舒适性计算模型介绍
2.舒适性评价使用的指标
3.各指标在STAR-CCM+中的设定
4.范例的展示
5.参考文献
6.致谢
•计算模型概要
–对成员舱内的驾驶员、副驾驶员进行PMV/PPD的舒适性预测。•基础解析内容
–稳态
–湍流（Realizable k-ε）
–多组分气体（空气，水蒸气）
–密度：满足理想气体状态方程
–重力
–辐射（S2S，灰体，日照）
–Passive Scalar
•网格类型
–
Trim Mesh
1.舒适性计算模型介绍
•
1.舒适性计算模型介绍
•
边界条件
流量分配出口
H2O[0.0097803]→相对湿度50[%]流出比 1.0
1.舒适性计算模型介绍
•
边界条件
车体
无滑移
25.0 [℃]
反射比/发射率/透射比=0.2/0.8/0.0
玻璃（前/后/侧）
无滑移
25.0 [℃]
反射比/发射率/透射比=0.1/0.4/0.5
成员（驾驶员，副驾驶）
无滑移
绝热
反射比/发射率/透射比=0.8/0.2/0.0
1.舒适性计算模型介绍
•日照设
定
1.舒适性计
算模型介绍
•网格数：888,336
•边界层
：5.0mm(2层）•全局尺寸
：100mm •最小尺寸
：
10mm
1.舒适性计算模型介绍
2.舒适性评价使用的指标
通常的舒适性评价对应以下这些评价指标：
-预期平均通感[Predicted Mean Vote (PMV)]
-不适人员比例[Percentage of dissatisfied persons (PDD)] -平均辐射温度[Mean Radiant Temperature (MRT)]
-相对湿度[Relative Humidity (RH)]
-平均空气龄[Mean Age of Air (MAA)]
2.舒适性评价使用的指标
-预期平均通感：Predicted Mean Vote (PMV)
-PMV是由丹麦工科大学的Fanger教授在1967年发表的热舒适方程式所提出的温冷感指标。其中涉及室温、平均辐射温度、相对湿度、平均风速、着衣量和人体作业量六个变量。
使用从-3(冷感)～0(中间感受)～+3（热感）共七个阶段的舒适性评价。
-ISO标准中，PMV在±0.5以内状态为推荐热舒适状态。
-预期平均通感：Predicted Mean Vote (PMV)
-定义式：
-各变量说明
-M ：体表面的代谢率[W/m2]，其基本单位1Met=58.15[W/m2]。睡眠时约0.8[Met]，办公室工作时约1.2[Met]。平均成人体表面机约1.7[m2]，此时办公室工作的场合，代谢量约120[W]。
-W ：人体所做的机械功[W/m2]。通常取0。
-H ：体表面的对流、辐射的热损失[W/m2]
-Ec ：皮肤上的散热和出汗散热量[W/m2]
-Cres ：呼吸中的显热损失量[W/m2]
-Eres ：呼吸中的潜热损失量[W/m2]
()()[]
res res c M E C E H W M e PMV −−−−−×+=−028.0303.0036.02.舒适性评价使用的指标
()()[]res res c M E C E H W M e PMV −−−−−×+=−028.0303.0036.
0f cl ：裸露面积与着衣面积的
比例。
I cl ：服装的热阻[m2K/W]
t cl ：衣服的表面温度[℃]
tr ：平均辐射温度[℃]
Var ：风速[m/s]
hc ：对流换热系数[W/m2K]
ta ：室温[℃]
-预期平均通感：Predicted Mean Vote (PMV)
-H ：体表面的对流、辐射的热损失
2.舒适性评价使用的指标
()()[]res res c M E C E H W M e PMV −−−−−×+=−028.0303.0036.0p a ：水蒸气分压力[Pa]
-预期平均通感：Predicted Mean Vote (PMV)
-Ec ：皮肤上的散热量
-Cres ：呼吸中的显热损失量
-Eres ：呼吸中的潜热损失
量
2.舒适性评价使用的指标