客机驾驶舱流场CFD模拟与热舒适性分析-论文.pdf

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1、第47卷第4期天津大学学报(自然科学与工程技术版)、，01．47NO．42014年4月JournalofTianjinUniversity(ScienceandTechnology)Apr．2014DOI：10．11784／tdxbz201305072客机驾驶舱流场CFD模拟与热舒适性分析孙贺江，安璐，冯壮波，龙正伟(天津大学环境科学与工程学院，天津300072)摘要：客机驾驶舱作为客机的操作平台，其内部的热舒适性对于飞行员的身体健康和安全驾驶有重要影响构建了全尺寸三维仿真驾驶舱模型，根据驾驶舱的传热特点和热负荷特性，建立了驾驶舱壁面传热模型，结合运用流体力学计算软件FLUENT对驾驶舱在

2、地面夏季_T-况下的流场、温度场以及驾驶员的热舒适性进行了模拟分析．分析结果表明，驾驶员周围空气的温度和速度基本达到客舱舒适度要求，但驾驶员自身的热舒适指标略微偏高．平均辐射温度过高是引起飞行员热不舒适的主要因素，通过必要的改进措施可以有效降低平均辐射温度，提高飞行员的热舒适度．关键词：平均辐射温度；太阳辐射；环境控制系统；热舒适性中图分类号：U8文献标志码：A文章编号：0493—2137(2014)04．0298．06CFDSimulationandThermalComfortAnalysisinanAirlinerCockpitSunHejiang，AnLu，FengZhuangbo，

3、LongZhengwei(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Astheoperatingplatformofaircrafts，theairlinercockpitiscrucialinprovidingthepilotswithahealthy，comfortableandsafeenvironment．Thethree-dimensionalfull—sizecockpitmodelwasbuiltandthewallheattransfer

4、modelwasestablishedbasedonthecharacteristicsofheattransferandthermalloadinthecockpit．Thecom-putationalfluiddynamicssoftwareFLUENTwasusedtocalculatetheflowfield，temperaturefieldandthepilots’thermalcomfortduringthegroundprocessintheairlinercockpitonahotday．Itwasfoundthatthetemperatureandvelocityofai

5、rflowaroundthepilotsmeettherequirementsofcomfortstandard，exceptthepredictedmeanvote(PMV)fromthepilots．Thehighmeanradianttemperatureisthemainfactorcausingthepilots’discomfort，andnecessaryshadingdevicescouldefectivelyreducethemeanradianttemperaturetoimprovethepilots’thermalcom—fort．Keywords：meanradi

6、anttemperature；solarradiation；environmentcontrolsystem；thermalcomfort驾驶舱作为主导飞机安全飞行的重要部位，其内可以获得舱内流场计算的入口边界条件，提高流场的部空气环境的温度、速度、湿度以及压力对于飞行员计算精度．薛红军等[31通过RadTherm平台进行人体在不同飞行状态的舒适性及安全驾驶起着至关重要热舒适性模型和驾驶舱环境对接，驾驶舱环境数值模的作用．基于驾驶舱环境舒适状况对驾驶员的工作拟结果和人体热舒适性评估结果相互验证用以综合效率和健康情况的重要影响，对于飞行各阶段内客机评价驾驶舱环境的优劣．驾驶舱的气流环境研究是

7、十分迫切的．国外对飞机客舱内部气流组织进行了深入研究，国内对于驾驶舱环境的研究，袁修干等uJ最先建美国的波音公司和法国的空客公司等航空公司在客立了飞机座舱热力学特性的数学模型，对“舱．人”机的设计研发阶段_4拍J，对机舱内的空气气流流动和系统温度数学模型进行了分析研究．沈海峰等J建立传热均进行数值模拟，并用实验进行验证．Zhang了歼击机座舱供气流动边界条件计算模型，通过模型等[7]比较了客舱内混合送风、置换送风以及个性