关键词：汽车空调;;计算流体力学;;风量分配;;结构优化
摘 要：随着我国汽车产业的不断完善以及人民大众的消费升级,汽车驾驶空间的热舒适性已经成为评价汽车性能的重要指标之一。汽车热舒适性很大程度上受到车载空调性能的影响。而汽车空调内部结构的设计会影响到流场的分布以及驾驶室的风量分配,进而影响汽车空调性能。在汽车空调研发过程中,试验是检验空调性能最直观的方法,而仿真可以通过利用计算流体力学模拟试验,进一步优化试验模型。因此,本文采用试验和仿真相结合的手段来开展此工作。在对某款汽车空调进行风量分配试验,发现该汽车空调在吹面吹脚模式、除霜模式以及吹脚除霜模式下存在风量分配不均匀现象。本文对汽车空调吹面吹脚模式、除霜模式以及吹脚除霜模式下风量分配进行数值模拟,通过对三种模式下空调箱内部流场分析,考察该空调箱内部是否存在设计不合理情况。研究发现,混合风门与吹脚风道之间的流道过于狭窄以及吹脚风道入口喉部设计不合理。通过对空调箱内部结构优化改进,并将该优化方案在三种模式下进行进一步的仿真分析,并与设计要求风量分配占比进行对比分析。研究表明,所提出的优化方案使空调内部流场有所改善,且各种模式下各出风口风量均达到设计标准,说明该方案具有可行性。同时,针对汽车空调风量分配不均造成的吹面模式下漏热问题,本文利用FLUENT中换热器模型对加热芯体进行建模,考察吹面模式下空调箱内部漏热情况。通过优化前后空调吹面模式下的仿真结果对比分析,发现优化后的汽车空调漏热现象得到改善,其漏热量缩减了50%以上。最后,在风量分配和漏热问题得到优化以后,本文采用FLUENT宽频噪声模型对优化后的空调箱及风道进行噪声分析,定性分析吹面模式下空调内部以及吹面风道中噪声源分布及噪声强度。研究结果表明,优化后的空调噪声主要分布在该空调吹面风口的分流处以及吹面风道出口格栅,而且噪声强度符合设计要求,进一步证实了该优化方案的可行性。
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