登录
ANSYS群
010-51280068

首页 > CAE方案 > 内燃汽车 > 空调系统及乘员舱热舒适性

空调系统及乘员舱热舒适性


空调系统是汽车不可缺少的部分,好的空调系统不仅噪音低,制冷/制热效果好,而且燃油消耗低,除霜除雾效果好。通过对空调系统进行CFD数值模拟分析,可以获得空调风道的空气分配情况、风道的阻力特性、各出风口的空气流速等,为优化风道设计提供依据。通过对风挡和侧窗进行除霜除雾分析,可以得到当前设计的除霜除雾性能,为改进出风口大小及角度提高除霜除雾性能提供依据。通过对乘员舱内的CFD分析,可以得到舱内的流动、温度分布情况,再进一步进行乘员的舒适性分析。ANSYS CFD 系列产品在空调系统方面有丰富的解决方案 。



空调子系统及零部件


汽车空调已经成为汽车产品的标准配置,承担着汽车乘客舱温度、空气调节功能,通过制冷、制热、通风换气、除湿、除尘等功能维持舒适的车内环境并保证汽车可视性(除霜/除雾)的要求。汽车乘客舱内热负荷复杂,包括来自太阳、人体、地面、发动机及附件等主要热源。汽车空调系统通常设计优先级不高,系统布置空间受限,产品开发周期短,使得汽车空调系统设计带来很大难度且要求高效的设计手段和工具。


汽车空调仿真分析的应用案例:汽车空调温度线性度分析及优化


利用ANSYS CFD实现了空调系统温度线性度仿真参数化的分析优化,快速获得了空调系统温度线性度最佳的设计状态。利用ANSYS优化仿真分析平台可以在短时间内完成,缩短产品开发周期。



几何模型及参数化参数(红色位置凸起的高度)



两个设计状态下的速度场



仿真分析获得的不同设计状态的温差及压差结果



除霜除雾


乘客安全性一直是汽车设计的重点,影响汽车安全性的一个重要因素就是驾驶员是否有一个清晰开阔的视野。在雨雪天,空气中水汽很大,车窗结霜起雾现象很普遍,严重遮挡驾驶员的视线,对安全行车十分不利。
  

除霜除雾性能作为国家标准中强制检测的一项指标,在GB11555-2009中,对汽车风窗玻璃除霜除雾系统性能有明确的规定。要求在一定时间内,必须清除覆盖在前风窗玻璃的某些区域内、外表面上的雾或霜,使其恢复清晰视野。除霜装置的工作原理是空气通过汽车空调升温后经除霜风道在前风窗玻璃内侧形成喷射气流,使内表面的雾滴挥发,并通过前风窗玻璃传热融化前风窗外表面的霜。


除霜除雾仿真分析的应用案例:汽车空调除霜分析案例


德国伟世通采用 Fluent对某车型进行了瞬态除霜仿真,并与实验进行了对比,符合程度较好。本除霜瞬态分析总时间20分钟,时间步长2.5s。瞬态分析随时间变化的结果要求具备高效的可视化及定量化后处理工具,ANSYS CFD-Post可以快速完成瞬态结果的后处理。



除霜分析结果



15分钟时试验结果



除霜除雾仿真分析的应用案例:汽车空调除雾分析案例


Mindware Engineering使用 Fluent对某车型进行了瞬态除雾仿真,对优化设计空调除雾系统带来了帮助。



液膜厚度云图



水蒸气源项云图




乘员舱热舒适性


汽车乘客舱内热负荷复杂,包括来自太阳、人体、地面、发动机及附件等9大主要热源。给人体热舒适性设计带来挑战。同时影响人体舒适性的因素较多,包括:温度、湿度、风速、穿衣情况、平均辐射温度、新鲜空气置换量、舱内噪声、污染物浓度等,这些因素导致人体舒适性评价较为困难。人体热舒适性评价指标包括PMV、PPD、MAA等,而比较流行的局部热舒适性评价指标通常采用Wyon提出的Equivalent Homogenous Temperature(EHT)指标来评价。


乘员舱内人体热舒适性仿真分析的应用案例:乘员舱内人体热舒适性评价案例


为了降低汽车空调系统的能耗,GM、Delphi与伯克利大学加州分校合作,通过汽车空调定点对人体局部进行加热/制冷的方法来实现降低能耗的目的。本案例利用Fluent实现乘员舱内流动和热的分析,并考虑了太阳辐射的作用,采用特殊的人体热舒适性评价的方法并与传统EHT评价方法进行了对比,得到较为一致的评价结果。



几何与网格



新评价方法的人体表面温度与EHT的比较



仪表盘太阳辐射通量



温度表征颜色的速度图



流线图


京ICP备09020363号 中润汉泰科技有限公司版权所有2002-2016