现代汽车空调系统数值模拟仿真

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1、重庆大学硕士学位论文现代汽车空调系统数值模拟仿真姓名：于福义申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：凌泽民20050501重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要汽车空调的性能是汽车性能的重要指标之一。如何改善汽车空调系统的结构，降低噪声，减少蒸发器总成系统内流体偏流现象，提高蒸发器芯体的效率，是汽车工业中的重要的研究课题之一。一种可行的方法是，建立数学模型，进行数值分析。由于传统的试验设计方法难以反映空调系统中存在的影响空调性能的不利因素的产生原因，而用数值模拟计算实现汽车空调结构设计和优化更为有效

2、，目前正成为汽车空调领域设计和开发方法的热点。因此，开展汽车空调系统的数学建模与优化研究，不但可以丰富和完善汽车空调理论和方法，而且具有重要的实用价值。蒸发器系统总成是汽车空调系统的重要组成部分，其性能好坏对汽车空调的舒适性、经济性和可靠性有很大的影响。为了改进汽车空调系统蒸发器总成设计结构、缩短产品开发的时间周期及降低开发的成本，论文根据计算流体力学原理（简称CFD），对一种典型的汽车空调系统蒸发器总成进行了数值模拟仿真。CFD技术是目前国际上一个强有力的研究领域，是进行传热、传质、动量传递及燃烧

3、、多相流及化学反应研究的重要技术，广泛应用于各个领域，换热器的优化设计是CFD的重要领域之一。CFD软件可以比较快捷、准确及直观地反映流体在蒸发器系统中流动的过程，因此很容易从对流场的分析中发现设计中存在的问题，并且进行设计方案的改进，从而避免了人力、物力的浪费。因此，本文采用著名的流体分析计算软件FLUENT来对汽车空调系统的蒸发器总成进行数值模拟，以得出相关的研究结论用于改进系统的设计，主要内容包括以下两部分：第一，蒸发器系统物理模型的建立，及数值算法和湍流模型的确定；在数值模拟中，一个物理模型

4、建立的好坏将直接影响到分析结果的准确度和计算精度。不同的算法和湍流模型对分析的收敛快慢有很大的影响。选定合适的算法和湍流模型能够大大地提高收敛速度，缩短计算时间。第二，对物理模型进行计算和优化。对物理模型进行数值模拟，分析计算结果，根据计算结果找出设计中存在的错误，然后优化模型重新计算。通过应用CFD技术对蒸发器总成进行数值仿真设计并改进设计结构上的不合理部分，可以达到使总成内空气的速度、温度得到均匀的分布，得到适当的速度值以及降低噪声的目的；由计算结果可知，蒸发器总成数值计算模型得到了优化改进，提

5、高了空调性能；把CFD技术应用到蒸发器总成的设计，缩短了蒸发器总I重庆大学硕士学位论文中文摘要成系统的研发周期，降低了研发成本及试验费用。关键词：汽车空调，蒸发器总成，计算流体力学，数值模拟II重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThecapabilityofvehicleairconditioningsystemisaimportantstandardofvehiclecapability.Oneimportantprobleminvehicleindustryishowtoimprove

6、thestructureofairconditioningsystem,that’storeducetheinequalityofliquidflowintheHVACsystemandincreasetheefficiencyoftheHVACcore.So,apracticalalternativeisnumericalanalysis,thatistodevelopmathematicsmodels.Fortraditionaltestdesignscouldnotdealwiththerea

7、sonofdisadvantagecomplicationtoaffectthecapabilityofairconditioningsystem,thenumericalsimulationhasbeenusedinthedesignofvehicleairconditioningsystemrecently,anditsapplicationsinthedesignarebecominganewtrendinthedesignandoptimizationintheairconditioning

8、structure.therefore,theresearchesonnumericalsimulatingairconditioningsystemandoptimizationcouldprovidenewpracticalmethods,andthenenrichmethodologyinairconditioningdesigntheogy.HVACistheimportantpartofvehicleairconditioningsystem,anditsc