西京学院

毕业设计(论文)开题报告

20##年11月25日

毕业设计（论文）开题报告

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参考文献：

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第二篇：1.开题报告模板

硕士研究生学位论文

开题报告

题目： 车室内空气流场和温度场的数值模拟

学 院：

专 业：

学 号： 姓 名：

导 师：

日 期：

研 究 生 处

制汽车工程学院 车辆工程 M060113109 何良 吴长水 20xx年 10月 27日

摘 要

车室的空间结构复杂，车室内的流体流动和换热一直是汽车空调领域研究的重点和难点。汽车空调的送风口布置形式和送风气流组织形式直接影响着车内的空气流速分布和车内的温度分布。通过汽车空调系统可以调节车室内的热环境，使得车室内的流场和温度场分布合理，提高车内乘员的乘坐舒适性。目前应用比较普遍的研究空调车室内流场和温度场的方法是数值模拟。

本课题首先介绍了车室内流场和温度场数值模拟和试验研究的国内外现状、汽车空调系统和乘坐舒适性理论以及数值模拟理论；其次应用 CATIA 软件建立了车室的物理模型，利用HyperMesh软对车室模型进行结构化网格划分，将划分后的网格模型导入FLUENT 软件进行多工况下的数值仿真计算。然后分析送风速度、送风温度、送风角度和出口压力对车室流场和温度场分布的影响以及最优送风射流条件下的车内特殊位置点的流速和温度。进行车室内特殊位置点温度和流速测定试验，对比仿真结果与试验结果，验证建立的车室仿真模型的正确性，采用速度不均匀系数和温度不均匀系数对车室内的空气质量进行评价，提出改善车内流场和温度场分布均匀性的方法。

关键词： 车室；流场；温度场

1

正 文

1.

1.1

1.1.1选题的背景和意义 性能提出更高的要求。汽车车室内的流场和温度场的分布情况直接影响汽车的热舒适性。目前，我国经济快速发展，生活水平不断提高，汽车的热舒适性作为汽车舒适性的重要指标之一越来越成为人们买车时的重要考量因素，往往热舒适性较高的汽车具有较高的市场竞争力。车室内的流场和温度场作为影响热舒适性的两个主要因素车位汽车空调领域的研究重点。

车室内的流场和温度场研究属于流体动力学范畴，研究流体动力学问题时通常采用的方法有：实验研究、理论分析和数值模拟。通过实验研究可以获得准确的数据，这些数据与实际问题的数据吻合度极高。实验研究高昂的研究经费和过长的研究周期限制其在工程领域的普遍应用。理论分析建立在实验结果的基础之上，可以针对结果做一些基本分析，但是对于实际情况中所面临的各种复杂条件和因素的把握往往不足。仿真模拟分析不受研究费用和研究周期的限制，对实验的实际条件能够准确模拟，不受模型的尺寸和流体扰动限制，同时不像实验研究需要考虑仪器的测量精度。正是数值模拟相对于以上两种方法的优点使得其在工程研究领域得到普遍应用，但是数值模拟结果准确与否需要试验的验证。

汽车车室内的流场和温度场的分布是否合理是汽车设计开发时要考虑的主要因素之一。如果汽车车室内的流场和温度场分布不合理，造成车室空间有的地方空气流速和温度过大而有的地方流速和温度过低，这样无法满足乘员对与汽车舒适性的要求。流场、温度场的不合理分布主要表现在：第一，过高的送风速度增加车内乘员的吹风感，过高的温度会使得车内温度超过人体所能承受的温度范围；第二，前排座椅对于进入车室内的气流进行阻挡和反射，气流只能从前排座椅之间的空隙流向车室后排，前后排的流速和温度存在差异，如果前后排温度和流速差异过大，车内流场和温度场分布不均匀，很难控制车内所有乘员的舒适性。

计算机技术的快速发展为计算流体动力学（Computational Field Dynamics,CFD）应用到车室内的流场和温度场研究中提供技术支持。CFD 的显著特点就是成本低廉、周期短、资料完备，而且可以模拟复杂工况。近年来，CFD方法广泛应用到汽车室内流场和温度场研究中，CFD 方法可以非常详细准确地分析车室内的流场和温度场，得到合理的气流组织形式和车内流场和温度场分布，提高车室内的乘员热舒适性；CFD 技术对车室内流场和温度场的研究具有非常重要的现实和指导意义。

2

2. 文献综述

3. 研究内容和创新点

本文首先模拟不同工况下的车内流场和温度场，其次试验测量了乘员温度和流速敏感部位所在位置点的流速和温度，对比分析模拟结果和试验结果，验证建立的数值模型的正确性，然后分析车室内流场和温度场的分布情况，提出改善车内流场和温度场分布方案。本文主要包括以下几方面主要内容：

(1)根据流体力学的紊流理论，结合车室内的流体流动特点，选用流体力学的（RNG）k??模型对车室内的流场和温度场进行分析。

(2)研究过程中重复考虑汽车工作过程中的各种热边界条件，将这些热边界条件对于轿车产生的热负荷情况考虑在内，以求数值模拟的结果具有更高的实用性和准确性。

(3)将复杂的车体进行简化，在此基础上应用三维软件 CATIA 建立简单的车体模型。

(4)应用 ANSYS14.5集成的流体力学分析软件 FLUENT 软件计算车室内的流场和温度场，分析不同送风速度、送风温度、送风角度和出口压力对车室内的速度场和流场的影响。

(5)本文采用试验测试的方法对车室内的流场和温度场进行测试，分析比较试验结果和仿真模拟结果。如果二者之间的误差在有效误差范围以内就说明建立的仿真模拟模型是正确的，可以得到合理的数值模拟结果。

(6)引入场的不均匀系数对车室内的流场和温度场进行评价，在此基础上提出改进车内流场和温度场分布的方案。

创新点如下：

(1)车室空间模型比较复杂，建立精确的三维模型存在较大的困难，本文根据研究内容的。

4. 研究方法和设计方案

5. 研究重点、难点及解决方案

6. 完成学位论文的计划安排

7. 经费落实情况

8. 预期学术成果及应用价值

9. 参考文献

参考文献格式：

1．按论文中参考文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编号，将序号置于方括号内，并视具体情况将序号作为上角标，或作为论文的组成部分。如：“??李××

［2］。”

2．参考文献中每条项目应齐全。文献中的作者不超过三位时全部列出；超过三位时一般只列前三位，后面加“等”字或“et al”；作者姓名之间用逗号分开；中外人名一律采用姓在前，名在后的著录法。 参考文献中著录格式示例：

（1）期刊

[序号] 作者.题名[J].刊名,出版年份，卷号(期号):起止页码.

（2）专著

[序号] 作者.书名[M]，版本(第１版不标注)，出版地:出版者，出版年.起止页码.

（3）论文集

[序号] 作者.题名[A].主编.论文集名[C].出版地:出版年.起止页码.

（4）学位论文

[序号] 作者.题名[D].出版地:出版号，出版年.

（5）专利

[序号] 专利申请者.题名[P].国别:专利号，出版日期.

（6）技术标准

[序号] 起草责任者，标准代号，标准顺序号－发布年，标准名称，出版地，出版者，出版年度 ［１］对此作了研究，数学模型见文献 4