發(fā)布時間：2021-04-10 16:22

　　汽車座椅在人機交互中扮演著重要角色,是影響駕乘人員舒適性的主要因素。在夏季炎熱天氣下,駕乘人員長時間處于駕駛艙內的非均勻熱環(huán)境,人體大面積部位與椅面緊密接觸,特別是背部與臀部,整體熱舒適性受到了極大影響。因此,如何改善人體背部、臀部熱舒適性差的情況,已成為現(xiàn)在汽車座椅設計中需著重考慮的問題。本文研究基于一種半導體制冷技術的汽車溫控座椅,座椅采用局部溫控、置換通風的方式來輔助汽車空調系統(tǒng),對乘員與座椅接觸部位的附近區(qū)域進行溫度、風量調節(jié),能夠在人體周圍形成一個舒適微環(huán)境,從而提高局部熱舒適性。本文采用理論分析、數(shù)值模擬與實驗研究相結合的方法,在熱舒適性理論研究的基礎上構造流場、溫度場耦合下汽車溫控座椅系統(tǒng)的計算機仿真模型,在傳統(tǒng)汽車座椅的設計基礎上,優(yōu)化制冷裝置結構和座椅內通風層風道結構參數(shù)來提升溫控座椅綜合性能,進一步分析多工況下汽車溫控座椅系統(tǒng)對人體熱舒適性的影響。首先,從傳熱學、心理學、生理學等角度對人體熱舒適的基礎理論進行深入研究,闡述人體熱舒適性的定義和機理,揭示在駕駛艙內溫控座椅帶來局部熱環(huán)境的變化對人體局部熱感覺的作用以及對整體熱舒適性的影響,確立本文所采用的適合非均勻熱環(huán)... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

汽車座椅溫控技術溫控座椅依托半導體制冷技術，也稱之為熱電制冷或溫差電制冷

8計算，獲得其在不同結構和多種工況下制冷性能的變化規(guī)律，從而構建滿足舒適性要求的低能耗高性能半導體制冷裝置。通風層風道結構方面，對市場中常規(guī)幾類座椅通風層結構進行對比研究，總結各類結構形式優(yōu)缺點，確定溫控座椅通風層結構方案，利用CFD技術計算風道內部流場分布特性，從而合理改良風道組織結構，保證通風層風道內分風合理、出口速度適中、壓力損失較校③集成汽車溫控座椅的駕駛艙熱流場特性分析及舒適性驗證。駕駛艙熱流場特性是對乘員熱舒適性最重要的影響因素之一。在夏季氣候環(huán)境下對汽車溫控座椅制冷過程中駕駛艙熱流場特性進行數(shù)值仿真，分析駕駛艙內流場和溫度場分布，利用熱舒適性評價指標對駕乘人員在汽車溫控座椅作用下的局部、整體熱舒適性進行詳細評價，最后通過實車主觀評價實驗對汽車溫控座椅的制冷效果以及座椅對乘員熱舒適性提升的可靠性進行研究。本文技術路線如圖1-2所示，擬采用理論分析、數(shù)值模擬與實驗研究相結合的方法，構造基于流嘗溫度場耦合下汽車溫控座椅系統(tǒng)的計算機仿真模型，在傳統(tǒng)汽車座椅的設計基礎上，改善制冷裝置結構和座椅內通風層風道結構參數(shù)來提升溫控座椅綜合性能，進一步分析多工況下汽車溫控座椅系統(tǒng)對人體熱舒適性的影響。圖1-2本文的技術路線圖

10圖2-1熱舒適與熱感受形成機理圖[21]2.2人體熱平衡方程人體的產(chǎn)熱和散熱遵循熱力學第一定律，以下為人體熱平衡方程：-=()resresMWE+C+R+C+E+S(2-1)式中各項定義及計算方法如下：①M為人體新陳代謝率，指人體表面積單位時間內產(chǎn)生的熱量，單位為W/m2，通常由人體的活動量所決定，M由人體在呼吸過程中的耗氧量確定，經(jīng)驗公式如下[42]：23520.23+0.77=ODRQVMA×（）(2-2)式中，QR為呼吸商；DA為人體體表面積，m2；O2V為單位時間內消耗的氧氣體積，單位為mL/s。②W為身體肌肉組織功率，通常由機械效率η計算可得，單位為W/m2。=WMη(2-3)前人測試研究表明，η值大致范圍為0到0.2，絕大多數(shù)情況下可以認為人體做功為零。③E為人體皮膚表面蒸發(fā)所致的散熱量，由下式進行計算[43]：

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]汽車空調風道改進及對乘員熱舒適性影響分析[J]. 谷正氣,申紅麗,楊振東,尹郁琦.  重慶大學學報. 2013(08)
[4]汽車空調風道的優(yōu)化設計[J]. 賀賽,梁文偉,趙福全.  汽車工程師. 2012(10)
[5]基于CFD汽車空調中央風道的改進設計[J]. 楊國平,張緩緩,朱法龍.  上海工程技術大學學報. 2011(02)
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[8]半導體制冷技術原理與應用[J]. 李洪斌,楊先.  現(xiàn)代物理知識. 2007(05)
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[10]半導體制冷空調的應用與發(fā)展前景[J]. 羅清海,湯廣發(fā),李濤.  制冷與空調. 2005(06)

博士論文
[1]汽車乘坐空間熱環(huán)境與乘員熱舒適性分析關鍵技術研究[D]. 張文燦.華南理工大學 2013

碩士論文
[1]汽車局部空調熱舒適性分析及優(yōu)化[D]. 王彬彬.吉林大學 2018
[2]車輛乘員艙舒適性分析與熱環(huán)境優(yōu)化[D]. 劉海龍.吉林大學 2017
[3]基于掃描的輪胎花紋逆向建模方法及系統(tǒng)開發(fā)研究[D]. 宋忠輝.合肥工業(yè)大學 2017
[4]基于半導體制冷的汽車局部空調系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 杜涵.武漢理工大學 2017
[5]電動汽車空調系統(tǒng)設計及風道的設計改進[D]. 劉中歷.吉林大學 2014
[6]汽車調溫座椅的設計與研究[D]. 李莉莉.華北電力大學 2013
[7]車輛HVAC熱環(huán)境舒適性評價及其分析方法[D]. 孫一寧.吉林大學 2012
[8]基于人體熱舒適性的汽車空調優(yōu)化設計[D]. 張文閣.湖南大學 2012
[9]提高整體熱舒適時局部刺激溫度的范圍[D]. 章慧穎.上海交通大學 2011
[10]基于人體熱調節(jié)模型的轎車乘員艙熱舒適性分析[D]. 倪冬香.上海交通大學 2010



本文編號：3129954