车门关闭对人耳舒适性影响的研究及控制

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随着人们生活水平的日益提高,汽车已经成为百姓必备的出行工具,而汽车的乘坐舒适性也越来越受到重视。目前,有部分乘客反映在乘坐国内某款轿车时,车门关闭过程中明显感觉到耳部不舒适。车门关闭的过程中,大量气体瞬间挤进乘员舱内,由此产生的陡增压力作用于人耳鼓膜处,使得鼓膜产生变形,从而使乘员感到耳闷甚至耳鸣头痛等不舒适的现象。国内外对此现象的研究成果较为匮乏,因此本文对影响车门关闭过程中乘员舱内压力变化的因素进行研究,并提出有效的解决措施。首先以米拉模型为研究对象,对其进行内饰优化,并加入人体模型。对驾驶员一侧车门分别以角速度2rad/s,2.5rad/s,3rad/s、3.5rad/s及4rad/s关闭时的流场情况进行仿真,仿真结果表明除车门以2rad/s速度关闭时,车门以其他速度关闭均会引起乘员的不舒适现象。并且随着关门速度的增加乘员人耳处的压力几乎呈线性增加。其次对车门关闭过程中影响乘员舱内压力的因素进行研究。分别研究了成员数量及天窗开度对乘员舱内压力的影响。本文第五章分别对驾驶员一侧车门以角速度4rad/s关闭时,乘员人数分别为1人至5人的情况进行仿真,仿真结果乘员人数的变化不与乘员舱内的压力呈正向变化。当乘员舱内的乘员数量为奇数时,乘员舱内各乘员人耳监测点处的压力值较小,当乘员数数量为5人时,乘员舱内各监测点的压力峰值最小,此时乘员耳部不会有不舒适的感觉。当天窗打开时,在车门关闭过程中乘员舱内气体通过天窗排出,并且随着天窗开度的增大,乘员舱内的压力峰值越小。最后基于前述研究结果,提出了泄压孔的控制策略。分别对泄压孔直径为50mm、60mm、70mm、80mm及90mm的情况进行了数值仿真,仿真结果表明,当泄压孔直径为90mm时,泄压孔可在车门关闭过程中有效地将乘员舱内的压力降低。基于仿真结果提出了相应的泄压孔控制方法。
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