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随着我国国民经济的持续发展、汽车行业整体水平的提升和人民对生活质量要求的日益提高,车厢内部环境的热舒适性已经成为汽车设计和制造的一个重要指标。组织良好的车厢内部空气流动不仅有利于保护驾驶员和乘客的身心健康,提高工作效率与生活质量,而且还对增加汽车行驶安全性具有积极作用。
本文采用当今数值模拟最新技术,较为全面和深入地研究了客车车厢内空气流动特性。对复杂的客车车厢内部结构进行了合理而必要的简化,建立了描述客车车厢内部流场的物理模型和数学模型。数学模型采用雷诺时均方程和标准K-ε双方程三维湍流模型,网格生成采用非结构化网格生成技术,最多的网格数达到84万个。采用有限体积法离散控制微分方程,运用压力速度耦合SIMPLE算法求解离散控制方程,在壁面附近采用壁面函数法处理离散控制方程。物理模型分为客车空载和满载两种模型。
对两种物理模型分别模拟在采暖、强制通风、空调运行三种典型情况下车厢内空气流动状况,共建立6个相应的计算模型,得出了车厢内空气温度和速度分布变化规律,全面分析了车厢内空气流动特性,并利用试验结果验证了数值模拟的可靠性。
本文利用数值模拟方法对客车车厢内部流场进行研究,计算结果为复杂热边界条件下,车厢内热舒适环境的研究奠定了基础。