基于人体热调节模型的乘员舱热舒适性分析*
2019-07-08陈吉清郑习娇兰凤崇
汽车工程 2019年6期
关键词:环境
陈吉清,郑习娇,兰凤崇,彭 睿
(华南理工大学机械与汽车工程学院,广东省汽车工程重点实验室,广州 510640)
前言
汽车在大多数情况下都是短途出行。研究表明[1],85%的汽车行程都在18 km以内,时间在15~30 min之间,在如此短的时间内人体很难达到热舒适状态。乘员受到外界太阳辐射、车内空气的温度与气流和座椅热传导等因素的影响,人-车-环境系统是一个集合对流、辐射、蒸发和传导等热交换模型的复杂系统。同时,人体衣服热特性、乘坐空间和人体热调节行为等因素,也影响乘员热舒适的稳定性。复杂的人-车-环境系统和在短时间车内不同位置乘员对于热舒适性的需求,使汽车热舒适性研究存在一定难度。
大多数汽车热舒适性的研究通过计算乘员舱热流场分布,分析车内热环境对乘员热舒适的影响。其中一些研究添加了人体几何模型,并考虑人体散热对车内环境的影响,将人体模型的边界条件设置为固定热流量或固定温度。Zhang等人[2-3]利用Fluent软件计算汽车在两种行驶车速下空调制冷过程中乘员舱的瞬态温度场分布,仿真与试验结果比较符合,并根据这个仿真模型分析了出风口送风参数、外界环境温度、车速、乘员人数和玻璃材料特性对空调热负荷和乘员舱热流场的影响。张文灿等人[4]采用数值模拟计算了太阳辐射下汽车在加热阶段的壁面温度和车内空气温度的动态变化过程,并得到试验验证。芦克龙[5]和唐江明[6]等人在乘员舱空间中建立了人体模型,对汽车风道和乘员舱的气流进行数值模拟,以当量温度作为热舒适性指标,分别对空调风道和送风格栅进行了优化。……
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