汽车挡风玻璃除霜性能的研究.pdf

上海交通大学硕士学位论文汽车挡风玻璃除霜性能研究摘要本文主要通过数值模拟方法对汽车挡风玻璃除霜性能进行研究。本文的主要内容是:挡风玻璃除霜性能数值模拟和除霜风道的结构优化设计。挡风玻璃除霜性能的数值模拟是对汽车除霜风道、车室空间、挡风玻璃和冰层区域建立空气流动和空气-冰层传热模型,分别进行除霜性能的稳态和瞬态计算,从而研究风道的除霜效果。本文对两种不同结构的风道,分别建立相应的计算模型,计算得到速度场分布,出风口流量分配和瞬态除冰性能情况,优选效果较好的风道结构,为除霜风道设计提出改进意见。并进行了除霜环境模拟试验。通过数值模拟计算结果与试验数据的比较,验证了数值方法在工程应用上的可行性,为工程应用 CFD 方法提供了参考。关键词: 挡风玻璃,除霜,风道,计算流体动力学(CFD) 上海交通大学硕士学位论文 PERFORMANCE ANALYSIS OF AUTOMOTIVE WINDSHIELD DEFROSTING ABSTRACT putational Fluid Dynamics(CFD) method is used on the performance analysis of automo tive windshield defrosting. Airflow and de-ice model are estab lished for the automotive defrosting duct, interior and windshield. Steady and transient analysis are used to study the deicing process. Two different structures of duct ar pared. Based on airflow inside the cabin, an improved duct structure is chosen. The environmental simulation test is carried on. The computational model is verified from the experimental data. KEY WORDS: Windshield, Defrosting, Duct ,Computational Fluid Dynamics (CFD) 上海交通大学硕士学位论文符号说明 a 热扩散系数 m 2 /s C p 定压比热 J/kg ? K E 能量 J/kg g 重力加速度 m 2 /s h 比焓 kJ/kg k s 传热系数 W/(m 2 ? K) keff 有效热传导 W/(m ? K) T 温度 ℃ρ密度 kg/m 3 α容积比率 υ r 流体速度 m/s μ分子粘性 kg/(m ? s) 上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文, 是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:张晓兰日期: 2007 年 2 月 25 日上海交通大学硕士学位论文上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密√。(请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 张晓兰陈江平日期: 2007 年 2 月 25 日日期: 2007 年 2 月 25 日上海交通大学硕士学位论文 - 1- 第一章绪论 课题背景随着人们生活水平的提高,出行以车代步,汽车尤其是轿车已经普及化了。对汽车的驾驶性能和安全要求也越来越高,汽车空调作为空调技术在汽车上的应用,其目的在于创造车室内舒适的气候环境,保护驾驶员和乘客的身体健康,改善驾驶员的驾车条件,提高汽车的安全性能。其中,汽车的除霜问题已越来越受人们重视。 汽车通过暖风机吹来的热气流进入除霜器,气流速度骤减而产生了一定的压力, 使整个除霜器相当于一个压力气囊, 热空气在压力作用下由各个除霜出风口均匀地吹向前风窗玻璃[1],清除挡风玻璃内侧霜层,为驾驶员提供安全可行的视线。我国