详情

原文传递汽车空调系统的仿真计算研究

论文题名：	汽车空调系统的仿真计算研究
关键词：	汽车空调系统;蒸发器;计算机仿真;优化设计
摘要：	随着科技的进步和人们生活水平的日益提高，对汽车舒适性提出了更高的要求，对空调系统的研究也更加深入。如何更大程度的发挥空调系统的功效，减少资源浪费，优化系统结构，是汽车工业重要的课题之一。传统的汽车空调设计方法已落后于现代社会高效率的设计理念，在此背景之下计算机仿真方法应运而生。本文着重研究计算机仿真方法在汽车空调系统的设计和优化中的应用，对空调系统的优化设计具有一定的参考价值。　　汽车空调系统利用制冷剂相变过程产生大量热量，以实现驾驶舱内与舱外的能量交换。由于相变过程机理复杂且不可控因素较多，对于它的研究一直是国内外学者关注的领域。近些年来国内外学者对微通道换热器的研究内容主要集中在其内部的相变过程和与之息息相关的空气侧两方面，本文首先对这两方面的研究方法和研究成果进行了总结。　　为了保证模拟计算的准确度，必须以实验作为判断标准。本文以某商用车为例，搭建了空调系统实验台，根据实车的需要设定了实验工况。在此基础上建立了基于一维流体分析软件KULI的空调系统模型，并与实验进行了对比。通过一维的计算及其与实验的对比分析，选取了空调系统中的蒸发器作为三维计算的主要对象。基于三维计算要求，并结合计算机资源的约束，在FLUENT软件中建立了蒸发器的三维流固耦合仿真模型。在三维计算中，对于蒸发器管内制冷剂存在的相变过程，本文编写了相关程序，利用FLUENT的UDF功能实现了沸腾过程的数值计算。在三维计算的基础上，对一维计算中涉及相变一侧的边界条件进行了修正。修正后的一维计算结果比修正前的结果更加接近实验数据，说明利用一维和三维耦合计算空调系统的方法不仅是可行的，而且可以使计算结果更加精确。　　与实验相比，仿真计算所需周期短、费用低，将其用于蒸发器的优化设计中可以节约大量的人力和物力。本文在对现有蒸发器计算的基础上，提出了对蒸发器的一些改进方案，并对所提方案进行了三维模拟计算，还对不同方案的计算结果进行了对比分析，最终利用综合流动和传热特性的JF因子作为评价标准，选出最佳方案，其结果可以用来指导蒸发器的设计与研究。
作者：	雷舒蓉
专业：	交通运输工程
导师：	刘云岗
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文