FLUENT车辆驾驶舱温度场分析(2)

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4.3 边界条件 16

4.4 初始条件 16

4.5 模拟工况 17

4.6 工况1仿真计算结果 17

4.7 工况2仿真计算结果 24

4.8 工况3模拟仿真结果 30

致谢 37

参考文献 38

1 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

伴随着工业迅速的发展，汽车慢慢的成为了生活中即普遍又便捷的交通工具，乘坐或者驾驶汽车已经成为了我们生活中重要的一部分。在汽车数量逐渐增多的同时人们对汽车驾驶舱内的热环境要求也逐渐提高，但由于汽车驾驶舱内的结构较为复杂，如果不对驾驶舱内的热环境进行合理的组织，那么在给驾驶舱内安装空调时就达不到预期的效果，有时可能会造成驾驶舱内有些地方温度高有些地方温度低。这种不合理的温度场分布论文网

不仅仅会造成乘客感觉到不舒服，还可能会导致司机易产生疲劳感，降低驾驶员的操纵判断能力，严重时甚至出现安全问题。所以研究汽车驾驶舱内的温度分布是十分重要的，只有充分的掌握了汽车驾驶舱内的温度分布情况，我们才能更好的通过人为设计来控制好驾驶舱内的温度，使驾驶员与乘客感觉更加舒适，让汽车设计工作更加完善。

从人们创造了计算机以来，它已经帮助我们解决了很多实际问题，一些工程应用软件使得大规模的数学运算变得不再困难，像FLUENT软件等，在工程计算中应用这些软件可以节约科研的时间，使科研人员在有限的工作时间里发挥最大的工作效率，取得最大的工作成果。在利用FLUENT软件对汽车驾驶舱内温度场进行数值仿真模拟时，尽量准确的反映驾驶舱内真实的热环境，综合考虑对驾驶舱内温度场产生影响的各方面外界因素。

1.2 课题的研究现状

1.3 本文的主要研究内容

本课题是以汽车驾驶舱为研究对象，在外界环境条件、车体材料的传热性能等参数已知的情况下，利用FLUENT软件对不同工况下汽车驾驶舱内的温度场进行模拟仿真，然后对仿真得到的结果进行比较分析。具体来讲主要包括以下内容：文献综述

（1）分析车辆驾驶舱与外界环境之间的传热过程。

（2）介绍与课题相关的传热学理论以及计算流体力学理论。

（3）建立小型轿车驾驶舱的数学仿真模型，包括模型的构建、划分网格等。

（4）改变不同的模型结构以及边界条件，模拟不同工况下汽车驾驶舱内的温度场。

（5）对模拟仿真得到的结果进行比较分析。

2 驾驶舱热负荷计算的理论基础和研究方法

本课题中热量从驾驶舱外环境中的高温空气通过车体壁面传给驾驶舱内的低温空气，驾驶舱外壁面的温度要高于环境中空气的温度，这样壁面就会与环境中空气进行对流换热，车体的外壁面还吸收太阳热辐射，通过车体的壁面向驾驶舱内传热，汽车的挡风玻璃是透明的，除了对流传热外太阳辐射会透过玻璃向驾驶舱内传热，汽车的发动机舱和驾驶舱内平板上的一些仪器也会产生热量影响驾驶舱内的温度，总结出车辆驾驶舱与外界环境之间的热量传递方式有三种：导热、对流、辐射。

2.1 导热

2.1.1 温度场

在传热过程中，温度t是随着空间坐标x、y、z以及时间τ变化的，所以温度场的数学表达式是： [12]。有些温度场与时间τ无关，被称为稳定温度场。当温度场中各部分的温度不同时，热量就会自动从高温的部分向低温的部分进行传递，如果没有外界干扰最后会趋向均匀。若想改变这种趋势，就需要在外界干扰下从环境中吸取能量向温度高的部分进行补充，同时还要从温度低的部分取走一定的能量，同时必须得让从环境中吸取的能量与从温度低部分吸取的能量相等，这样才能使温度场保持稳定。