暖通空调设计论文提纲

论文题目：汽车暖通空调系统气动噪声试验与仿真分析

摘要：随着汽车其他噪声源传入车内的噪声大小得到有效控制,汽车暖通空调系统气动噪声日渐成为人们关注的重点。暖通空调系统产生的气动噪声经过出风口直接传入到车内,严重影响了乘坐舒适性。因此,本文针对某型汽车暖通空调系统,采用试验与仿真相结合的方法对其流场特性和声场特性进行详细的分析并提出相应的改进和优化方案,改善暖通空调系统的气动噪声。本文主要完成内容为:对暖通空调系统进行了风量试验,获得了不同电压工况下的鼓风机转速和出风风量。通过对空气滤清器、蒸发器和热交换器部件进行风阻试验,获得了三个部件在仿真分析中的多孔介质等效拟合参数。根据试验获得的拟合参数及边界条件,建立了暖通空调系统除霜全热外循环工作模式的计算流体力学模型并完成了流场仿真计算。通过与试验结果对比,验证了仿真模型具有较高准确性。对仿真计算结果进行分析,获得暖通空调系统内部流线及各物理量的分布情况,探究了暖通空调系统内部流动与系统噪声的联系。对暖通空调系统进行了噪声试验,获得不同工况下暖通空调系统出风口辐射声场各传声器位置的噪声信息。通过分析噪声试验结果,讨论了暖通空调系统辐射声场的噪声传播特性。基于宽带噪声源模型和FW-H非稳态模型,对暖通空调系统进行了稳态声场仿真和瞬态声场仿真。对比试验结果,验证了计算模型具有较高准确性。根据声场仿真计算结果,对暖通空调系统气动噪声的声源位置和形成机理进行分析,分析得到暖通空调系统高速旋转的叶片和蜗舌处为主要噪声源位置。结合暖通空调系统流场和声场仿真结果,对蒸发器前部流道进行了改进,改善了原结构流体在蒸发器内部流动不均匀的现象,提升了系统的通过流量。分析了鼓风机集流器结构参数对辐射声场监测点处声学响应的影响,利用试验设计构建了优化模型。通过对集流器结构参数的修改,改善了暖通空调系统内部的流动情况,大幅降低了辐射声场监测点位置的噪声响应。

关键词：汽车暖通空调系统;气动噪声;计算流体力学;宽带噪声源;FW-H非稳态模型

学科专业：工程（车辆工程）（专业学位）

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英文摘要

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 暖通空调系统气动噪声形成机理研究

1.2.2 暖通空调系统气动噪声影响因素研究

1.2.3 暖通空调系统仿真模拟方法研究

1.2.4 吸声材料在暖通空调系统中的应用

1.3 主要研究内容

2 气动声学理论及暖通空调系统仿真分析方法

2.1 计算流体力学基本理论

2.1.1 计算流体力学控制方程

2.1.2 湍流模型分析

2.2 气动声学基本理论

2.2.1 Lighthill基本方程

2.2.2 Curle宽带噪声源模型

2.2.3 Proudman宽带噪声源模型

2.2.4 Ffowcs Williams-Hawkings噪声源模型

2.3 暖通空调系统重要部件仿真分析方法

2.3.1 暖通空调系统工作原理

2.3.2 暖通空调系统部件多孔介质等效处理

2.3.3 暖通空调系统鼓风机模拟分析

2.4 本章小结

3 汽车暖通空调系统风量试验与流场仿真分析

3.1 汽车暖通空调系统风量试验

3.1.1 风量试验设置及试验过程

3.1.2 风量试验结果分析

3.2 汽车暖通空调系统部件风阻试验

3.2.1 空气滤清器、蒸发器、热交换器芯体风阻特性

3.2.2 风阻试验结果及多孔介质等效处理参数分析

3.3 汽车暖通空调系统流场仿真分析

3.3.1 几何清理和网格划分

3.3.2 计算模型设置

3.3.3 流场仿真结果分析

3.4 本章小结

4 汽车暖通空调系统噪声试验与声场仿真分析

4.1 汽车暖通空调系统噪声试验

4.1.1 噪声试验设置及试验过程

4.1.2 噪声试验结果分析

4.2 汽车暖通空调系统声场仿真

4.2.1 计算模型建立

4.2.2 稳态计算流场与声场结果分析

4.2.3 瞬态计算噪声分析

4.3 本章小结

5 汽车暖通空调系统气动噪声优化分析

5.1 蒸发器前部流道结构改进

5.1.1 问题原因分析

5.1.2 结构改进方案

5.1.3 改进结果分析

5.2 鼓风机集流器的参数优化

5.2.1 原结构存在问题分析

5.2.2 设计变量的选取

5.2.3 试验设计方案

5.2.4 近似模型的建立

5.2.5 优化结果分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 主要结论

6.2 研究展望

参考文献

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致谢