【摘 要】
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随着国民经济水平的提高以及汽车工业的发展,汽车功能趋于多样化,消费者追求汽车基础功能的同时也越来越注重乘坐的舒适性。汽车乘坐舒适性不仅与汽车行驶平顺性有关,也与车内噪声振动以及车内气流组织分布情况有关。由于汽车驾驶室内空间比较复杂,环境相对封闭,如果车内噪声过大,气流组织分布不均匀,驾驶员长期处于该空间内会导致心情烦躁,注意力发散等问题,容易造成交通事故,威胁人们的生命财产安全。因此,对汽车驾驶室
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随着国民经济水平的提高以及汽车工业的发展,汽车功能趋于多样化,消费者追求汽车基础功能的同时也越来越注重乘坐的舒适性。汽车乘坐舒适性不仅与汽车行驶平顺性有关,也与车内噪声振动以及车内气流组织分布情况有关。由于汽车驾驶室内空间比较复杂,环境相对封闭,如果车内噪声过大,气流组织分布不均匀,驾驶员长期处于该空间内会导致心情烦躁,注意力发散等问题,容易造成交通事故,威胁人们的生命财产安全。因此,对汽车驾驶室内热环境与声场的影响研究具有重要意义。现有的驾驶室内热环境研究主要集中考虑空调送风口的布置方式、空调送风格栅布置方式、送风温度和送风速度对驾驶室内热环境的影响以及空调管路对驾驶室内噪声分布的影响,对于空调送风口的格栅叶片形状对驾驶室内气流组织和噪声值大小影响研究关注度不高。本文受到蜻蜓翅膀褶皱翼型优良的气动特性启发,对空调送风口格栅叶片进行仿生优化。对采用不同形状仿生叶片的驾驶室进行数值模拟,通过分析驾驶室内气流组织分布与噪声值大小,选出最优的仿生叶片。首先对单个组合式仿生叶片进行稳态分析,选出阻力值较低的叶片模型,并将该叶片模型按照特定方式变形得出多种褶皱形状的叶片。本文抽取单个叶片进行数值模拟,并将仿真结果与实验结果进行对比,由计算可知实验所得的时均速度与仿真所得的时均速度误差小于3.8%,验证了仿真结果的可靠性。本文的仿生叶片主要有沿流向分布的褶皱型叶片以及沿横向分布的褶皱型叶片两种。首先运用k-g模型对驾驶室进行稳态与瞬态的仿真模拟,得出四种工况下驾驶室内流场、温度场以及驾驶室内的降温情况,对比搭配不同叶片的驾驶室内流场、温度场和叶片阻力系数等结果,再采用大涡模拟计算方法结合FW-H声类比方程分析叶片形状差异对驾驶室内噪声值大小的影响,分别在横向分布的皱褶型叶片中选出较优叶片（2-p4型）,在流向分布的褶皱型叶片中选出一种较优叶片（1-p5型）。最后综合考虑叶片形状对驾驶室内热环境与噪声值的影响,选出最优叶片（2-p4型）。仿真结果表明,沿流向分布的褶皱叶片随着褶皱个数的增加,阻力系数逐渐减小,与平板叶片相比,该结构的叶片对驾驶室内噪声值大小的影响也比较明显,但除1-p5型叶片外,其他叶片对驾驶室内热环境的影响并不显著;沿横向分布的褶皱叶片,减阻效果以及对噪声值的影响相较于平板叶片效果也十分显著,其中2-p4型叶片对驾驶室内的噪声值以及热环境的影响均表现优异。综上所述,两种仿蜻蜓翅膀褶皱翼型的叶片在对驾驶室内流场与温度场以及噪声值等方面的影响均有不错的表现,但2-p4型叶片与1-p5型叶片对比,2-p4型叶片效果更好。
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