一种车辆乘员舱热舒适性分析方法与流程

1.本发明属于汽车技术领域，涉及一种车辆乘员舱热舒适性分析方法。


背景技术：

2.舒适性是车辆空调性能开发中的一项重点工作，随着电动车行业的蓬勃发展，空调系统的能耗得到了越来越多的关注。如何兼顾空调使用舒适性及能耗两方面，成为了工程师比较重视的问题。
3.目前行业上一般采用乘员舱cfd流场分析结果并结合空调系统最大最小冷热负荷来估算车内温度，采用此种方法往往空调性能存在过剩，空调能耗偏大，。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种车辆乘员舱热舒适性分析方法，能够精确的预测乘员舱内的空气温度及乘客的舒适性，能够帮助识别空调性能及能耗是否过剩。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.一种车辆乘员舱热舒适性分析方法，包括以下步骤：
7.s1.搭建乘员舱cfd流场分析模型；
8.s2.分别搭建乘员舱热分析基础模型及乘客生理模型并组合在一起形成乘员舱热分析模型；
9.s3.搭建预热阶段热分析模型；
10.s4.搭建乘员舱cfd流场瞬态分析模型；
11.s5.搭建预热阶段乘员舱cfd瞬态流场分析模型；
12.s6.搭建行驶阶段乘员舱流场模型及热分析模型，耦合计算获取行驶工况不同阶段车内温度及乘客舒适度。
13.进一步地，所述步骤s1使用计算流体动力学cfd软件starccm 搭建乘员舱cfd流场分析模型，获取吹面或吹脚风道各出风口的风量。
14.进一步地，所述步骤s2包括：
15.s21.从乘员舱cfd流场分析模型中分别导出乘员舱及乘客面网格，对网格单元进行简化；
16.s22.将简化后的乘员舱面网格导入热分析软件taitherm中，设置乘员舱各部分的材料、厚度及表面条件属性，搭建乘员舱热分析基础模型；
17.s23.将简化后的乘客面网格导入热分析软件taitherm中，设置人员状态及代谢水平，以及物理条件搭建乘客生理模型；
18.s24.将乘客生理模型装配到乘员舱热分析基础模型上，形成乘员舱热分析模型，在乘员舱热分析模型中设置乘员舱内关键部件的热连接关系及接触热阻；
19.进一步地，所述步骤s3包括：按照车辆预热实际条件设置乘员舱关键部件热对流
条件、外部对流环境及预热时间，搭建预热阶段热分析模型并设定监测量，计算预热后乘员舱各壁面初始温度。
20.进一步地，所述步骤s4包括：使用计算流体动力学cfd软件starccm 搭建乘员舱cfd流场瞬态分析模型。
21.进一步地，所述步骤s5包括：将流场瞬态分析模型及预热阶段热分析模型计算结果中的各出风口风量及壁面温度作为边界条件输入，计算预热过程乘员舱内流场。
22.进一步地，所述步骤s6包括：
23.s61.更改预热过程乘员舱流场模型，输入车辆行驶过程时间作为模型的计算时间，将此模型作为行驶阶段乘员舱热舒适性流场模型。
24.s62.对预热阶段热分析模型进行更改，重新输入乘员舱关键部件热对流条件，模型计算时间，外部对流环境条件等参数，并将预热阶段热分析模型作为初始条件，搭建行驶阶段热舒适性热分析模型，如图2所示；
25.s63.使用cae耦合软件cotherm将行驶阶段乘员舱热舒适性流场模型及行驶阶段热舒适性热分析模型耦合，设定需要耦合的部件、耦合的起始结束时间、耦合间隔、流场及热分析模型的求解时间步长、监测量；
26.s64.耦合计算，待计算完成后获取所需要的参数结果，如乘员舱内温度变化、人体舒适度。
27.本发明具有以下有益效果：
28.本发明通过建立热舒适性分析模型，可以在车辆研发期间较精确的获取乘员舱降温、采暖热舒适性能，了解空调系统冷热负荷是否满足目标设计需求，支撑能耗的合理设计，同时也避免出现项目后期验证阶段变更零部件设计，增加研发投入，影响项目周期的情况产生。
附图说明
29.图1为本发明所述一种车辆乘员舱热舒适性分析方法流程图；
30.图2为本发明搭建的乘员舱热舒适性热分析模型。
具体实施方式
31.以下结合附图及实施例进一步说明本发明的技术方案：
32.如图1所示，一种车辆乘员舱热舒适性分析方法，包括以下步骤：
33.s1.搭建乘员舱cfd流场分析模型；
34.s2.分别搭建乘员舱热分析基础模型及乘客生理模型并组合在一起形成乘员舱热分析模型；
35.s3.搭建预热阶段热分析模型；
36.s4.搭建乘员舱cfd流场瞬态分析模型；
37.s5.搭建预热阶段乘员舱cfd瞬态流场分析模型；
38.s6.搭建行驶阶段乘员舱流场模型及热分析模型，耦合计算获取行驶工况不同阶段车内温度及乘客舒适度。
39.进一步地，所述步骤s1使用计算流体动力学cfd软件starccm 搭建乘员舱cfd流场
分析模型，获取吹面或吹脚风道各出风口的风量。
40.进一步地，所述步骤s2包括：
41.s21.从乘员舱cfd流场分析模型中分别导出乘员舱及乘客面网格，对网格单元进行简化；
42.s22.将简化后的乘员舱面网格导入热分析软件taitherm中，设置乘员舱各部分的材料、厚度及表面条件属性，搭建乘员舱热分析基础模型；
43.s23.将简化后的乘客面网格导入热分析软件taitherm中，设置人员状态及代谢水平，以及物理条件搭建乘客生理模型；
44.s24.将乘客生理模型装配到乘员舱热分析基础模型上，形成乘员舱热分析模型，在乘员舱热分析模型中设置乘员舱内关键部件的热连接关系及接触热阻；
45.进一步地，所述步骤s3包括：按照车辆预热实际条件设置乘员舱关键部件热对流条件、外部对流环境及预热时间，搭建预热阶段热分析模型并设定监测量，计算预热后乘员舱各壁面初始温度。
46.进一步地，所述步骤s4包括：使用计算流体动力学cfd软件starccm 搭建乘员舱cfd流场瞬态分析模型。
47.进一步地，所述步骤s5包括：将流场瞬态分析模型及预热阶段热分析模型计算结果中的各出风口风量及壁面温度作为边界条件输入，计算预热过程乘员舱内流场。
48.进一步地，所述步骤s6包括：
49.s61.更改预热过程乘员舱流场模型，输入车辆行驶过程时间作为模型的计算时间，将此模型作为行驶阶段乘员舱热舒适性流场模型。
50.s62.对预热阶段热分析模型进行更改，重新输入乘员舱关键部件热对流条件，模型计算时间，外部对流环境条件等参数，并将预热阶段热分析模型作为初始条件，搭建行驶阶段热舒适性热分析模型，如图2所示；
51.s63.使用cae耦合软件cotherm将行驶阶段乘员舱热舒适性流场模型及行驶阶段热舒适性热分析模型耦合，设定需要耦合的部件、耦合的起始结束时间、耦合间隔、流场及热分析模型的求解时间步长、监测量；
52.s64.耦合计算，待计算完成后获取所需要的参数结果，如乘员舱内温度变化、人体舒适度。
53.实施例
54.一种车辆乘员舱热舒适性分析方法，包括以下步骤：
55.1.使用商业计算流体动力学cfd软件starccm 搭建乘员舱流场模型，获取吹面或吹脚等风道各出风口风量；
56.2.从乘员舱流场模型中分别导出乘员舱及乘客面网格，对网格单元进行简化，以便缩短模型计算时间；
57.3.将简化后的乘员舱面网格导入商业热分析软件taitherm中，设置乘员舱各部分(玻璃、车门、a柱、仪表台、座椅等)的材料、厚度及表面条件等属性，搭建乘员舱热分析基础模型；
58.4.将简化后的乘客面网格导入taitherm中，设置人员状态及代谢水平，衣物等物理条件搭建乘客生理模型；
59.5.将乘客生理模型装配到乘员舱热分析基础模型上，形成乘员舱热分析模型，在该模型中设置乘员舱内关键部件的热连接关系及接触热阻；
60.6.按照车辆预热实际条件设置乘员舱关键部件热对流条件，外部对流环境及预热时间，搭建预热热分析模型并设定监测量，计算预热后乘员舱各壁面初始温度；
61.7.使用starccm 搭建乘员舱瞬态cfd流场分析模型，将流场模型及预热模型计算结果中的各出风口风量及壁面温度作为边界条件输入，计算预热过程乘员舱内流场；
62.8.更改预热过程乘员舱流场模型，输入车辆行驶过程时间作为模型的计算时间，将此模型作为热舒适性流场模型。
63.9.对预热热分析模型进行更改，重新输入乘员舱关键部件热对流条件，模型计算时间，外部对流环境条件等参数，并将预热热分析模型作为初始条件，搭建热舒适性热分析模型，如图2所示；
64.10.使用cae耦合软件cotherm将热舒适性流场模型及热舒适性热分析模型耦合，设定需要耦合的部件、耦合的起始结束时间、耦合间隔、流场及热分析模型的求解时间步长、监测量；
65.11.耦合计算，待计算完成后获取所需要的参数结果，如乘员舱内温度变化、人体舒适度。