Q/SZJ191001-2017乘員艙空調系統(tǒng)舒適性CFD分析規(guī)范SpecificationofCFDAnalysisofAir-ConditionSystemComfortinCabin20XX20XX-06-30實施20XX-05-29發(fā)布XXXX汽車工程技術有限公司發(fā)布Q/SZXX-X-2017乘員艙空調系統(tǒng)舒適性CFD分析規(guī)范范圍本標準規(guī)定了術語和定義、乘員艙空調系統(tǒng)舒適性分析方法及結果處理方法。本標準適用于CAE部門乘員艙空調系統(tǒng)舒適性分析。規(guī)范性引用文件無。術語和定義無。摘要Abstract本規(guī)范規(guī)定了用StarCCM+進行空調系統(tǒng)舒適性CFD分析的內容。本規(guī)范適用于XX汽車公司開發(fā)的乘用車乘員艙空調舒適性CFD分析。Thisproceduredefinestheair-conditionsystemcomfortincabinCFDanalysisusingStar-CCM+.It’sapplicablefortheXXautomotivecompanypassengercarsCFDanalysisofair-conditionsystemcomfortincabin.流程圖ProcessFlowDiagram圖1CFD分析流程圖Fig.1AnalysisSchedule工具描述ToolDescription仿真分析過程中需要用到的如下軟件:前處理(Preprocessors):Hypermesh求解器(AnalysisCode):StarCCM+后處理(Postprocessors):StarCCM+建模過程ModelingProcedure單位Units分析中所用單位制如下所示:Theunitsusedintheanalysisareasfollows:力(Force) 牛頓(N)質量(Mass) 千克(Kg)長度(Length) 米(M)時間(Time) 秒(Second)幾何模型建立Geometrymodeling本規(guī)范分析模型是從HVAC本體出口開始到乘員艙內部，包括通風管道、格柵、儀表臺、車窗玻璃、頂棚、座椅以及其他乘員艙內飾件。Thegeometryforthisspecificationincludesventducts,grilles,IP,windshieldandsidewindows,roof,seatsandotherinteriortrims,fromtheHVACboxtotheinteriorofcabin.圖2乘員艙舒適性分析模型Fig.2CabinA/Ccomfortanalysismodel分析模型設置Computationmodelsetting體網(wǎng)格建立后，在PhysicModelSelection中選擇如圖3所示。Aftervolumemeshfinished,choosethemodelsinthe“PhysicsModelSelection”asshowninFig.3.圖3物理模型選擇Fig.3PhysicsModelSelection空調舒適性分析是模擬高溫日照條件下開空調吹面模式達到穩(wěn)定狀態(tài)后的車內溫度場、速度場等物理量，從而進一步獲得乘員舒適性信息。因此需激活SurfacetoSurfaceRadiation和SolarLoads,且需考慮溫度梯度對氣流流動的影響，因此流動介質應選為IdealGas，并加載Gravity。Theair-conditioncomfortanalysisistosimulatetheairtemperatureandvelocitiesdistributioninthecabinundertheA/Cventmode,hightemperatureandsolarloads,thentoevaluatethepassengerscomfort.Soweneedmake“SurfacetoSurfaceRadiation”and“SolarLoads”itemschosen,andconsideringthetemperatureinfluenceontheairflow,sotheairshouldbesettingas“IdealGas”,andconsidering“Gravity”.邊界條件BOUNDARYCONDITIONS邊界條件具體設置如表1所示。BoundaryconditionssettingasshowninSheet1.表1邊界條件設置Sheet1BoundaryConditionsSetting邊界名稱BoundaryName設置Settinginlet流量進口Massflowinletpipe\grid絕熱邊界Adiabaticglass環(huán)境邊界Wallfrontseat絕熱邊界Adiabaticotherwall環(huán)境邊界Walloutlet壓力出口Pressureoulet性能要求PERFORMANCEREQUIREMENT分析模型乘員艙制冷性能CFD分析模型包括：空調通風風道、假人模型、座椅總成和封閉的乘員艙內表面。表2人體對不同風速的主觀感受Sheet2Thesubjectivefeelingofbodytodifferentairvelocities風速AirVelocity(m/s)人體感覺Bodyfeeling0～0.08空氣停滯不動,感覺不舒適Stationaryair,notcomfortable.0.09～0.12理想設計,感覺舒適Ideal,comfortable.0.13～0.25較舒適,對坐著的人而言,0.25m/s為感覺舒適的上限值alittlecomfortable,0.25m/sismaxvelocityforsittingpeoplefeelingcomfortable.0.26～0.33桌上的薄紙會飛起,感覺不舒適Thethinpaperontablecanfly,notcomfortable.0.34～0.38對動著的人而言為感覺舒適的上限值Themaxvelocityformovingpeoplefeelingcomfortable.0.38～1.50特殊工廠空調設置中1.5m/s為感覺舒適的上限值1.5m/sisthemaxvelocityforpeoplefeelingcomfortableinspecialair-conditionsetting.表3人體對不同溫度的主觀感受Sheet3Thesubjectivefeelingofbodytodifferenttemperatures空氣溫度(℃)Airtemperature(℃)人體感覺Bodyfeeling＜21.9℃寒冷Cold22.0～24.9℃涼爽Cool25.0～27.9℃舒適Comfort28.0～30.9℃溫暖Warm＞31.0℃炎熱Hot結果RESULT乘員艙內影響人體舒適性的因素包括：溫度、空氣速度、空氣濕度、輻射、空氣質量、噪聲、乘員艙壓力、振動等因素。本規(guī)范主要從速度場、溫度場以及PMV-PPD指標來對乘員艙的舒適性進行分析。Thefactorsinfluentthehumancomfortincabinincluding:temperature,airvelocity,airhumidity,radiation,airfreshness,noise,pressureincabin,vibrationetc.Thisspecificationwillanalysistheair-conditioncomfortincabinfromvelocityfield,temperaturefieldandPMV-PPDfactor.速度場分布Velocityfielddistribution通過乘員呼吸口附近的五個監(jiān)控點及其所在Z截面內的整體速度分布，來分析和評價某送風系統(tǒng)在某額定風量情況下在乘員艙內形成的氣流組織好壞。Wecananalysisandevaluatetheairflowperformanceincabinfromtheairvelocitiesdistributionsatthefivemonitorpointsnearthepassengers’noseandmouthandtheZ-sectionplanesairflowvelocitiesdistribution.如圖7所示為某車型呼吸口截面速度分布，對于流動較弱的區(qū)域，若為重點區(qū)域，需要通過調整管道和風口格柵來改善流動狀況。Thepassengers’noseandmouthsectionplaneairflowvelocitiesdistributionsasshowninfig.7.Ifthelowairvelocityzoneistheimportantzone,wewillneedtoimprovetheairflowvelocitiesbyadjustingtheventductsandgrilles.圖7速度場分布Fig.7Velocitiesfielddistribution溫度場分布Temperaturefielddistribution通過乘員呼吸口附近五個監(jiān)控點及其所在Z截面內的整體溫度分布，來分析和評價某送風系統(tǒng)在某額定風量和溫度情況下在乘員艙內形成的溫度場。如圖8所示為某車型呼吸口截面溫度分布，對于溫度較高的區(qū)域，若為重點區(qū)域，可通過優(yōu)化管道和格柵以及降低進風口溫度對其進行優(yōu)化。圖8溫度場分布Fig.8TemperaturefielddistributionPMV、PPD指標PMW/PPDfactor根據(jù)監(jiān)控點的溫度和速度可計算出PMV值和PPD值，并進行評價，推薦PMV在（-0.5，0.5）區(qū)間為好，推薦PPD指標低于0.4較好。TocomputethePMVandPPDvaluesaccordingtotheairvelocityandtemperatureatthemonitoringpointsandevaluate.ThePMVvaluebetween-0.5and0.5isgood,andthePPDvaluebelow0.4isgood.附錄AppendixPMV值的定義如下：ThedefinitionforPMVval