对热舒适性建模
可以对不同复杂程度的热舒适性建模。等效均匀温度模型以等效均匀温度 (EHT) 的形式快速提供局部热舒适性指数。Fiala 热调节模型提供了更多详细信息,其包含人体的热生理反应,还可通过皮肤温度分布和整体热舒适性指标评估热舒适性。伯克利模型将预测局部和全身的热感和舒适性,方法是量化人体对不同热状况的主观反应和生理反应。
对于所有模型,必须将人体模型几何细分为可处理的部分。人体模型几何体未网格化,但仅表示体表面。对于 Fiala 热调节模型,人体模型内的温度是在不需要体网格的热网络中计算的。
在座舱或舱室中,根据太阳和热辐射、对流和共轭传热,计算人体模型与实体部件之间的流体和热求解。
如果在一次模拟中将等效均匀温度模型和 Fiala 热调节模型相结合,则等效均匀温度模型的皮肤温度来自 Fiala 热调节模型。如果单独运行等效均匀温度模型,则指定热网络交界面处的皮肤温度。
始终必须将伯克利模型与 Fiala 模型一起运行。Fiala 模型为伯克利模型提供皮肤温度和人体模型分段。
可以在稳态和瞬态模式下运行热舒适性分析。对于瞬态模拟,建议模型初始化为乘员处于热平衡状态。这可以通过运行稳态先导模拟来实现,该模拟会将乘员模型调节至驾驶室环境温度。将此结果作为瞬态模拟的初始条件可确保物理上真实的起点,并提高模拟的稳定性和精度。
要对热舒适性建模:
- 导入座舱几何体并进行网格化。座舱内的乘客未网格化。如果要考虑座椅或方向盘中的热传导,可创建为这些几何部件创建具有交界面的实体网格。考虑热舒适性模拟所需的边界条件,例如,加热或冷却通风口的流入和流出边界条件,或透明窗口的单独壁面边界条件。
- 定义座舱气流的物理连续体。
- 如果要考虑座椅和/或方向盘中的热传导,可为实体创建另一个物理连续体。选择适当的能量模型并定义固体材料。
- (可选)在没有热舒适性模型的情况下运行纯热模拟,以获得良好的初始解算方案。
- 将人体模型拆分为选定热舒适性模型所需的部件。请参见拆分人体模型几何体。
- 定义热网络连续体。在此热网络连续体中,指定要使用哪些热舒适性模型并为人体模型设置属性。
- 定义人体模型的热网络区域。
- 创建人体模型热网络区域与其他流体及固体区域之间的交界面。
- 指定服装的蒸发阻力和接触热阻。
- 如果在不使用 Fiala 热调节模型的情况下使用等效均匀温度模型,则选择节点,然后指定皮肤温度。物理条件下的热指定条件设为指定温度。
- 要评估热舒适性,为 Fiala、伯克利和等效均匀温度模型创建专用报告。
- 可视化人体模型温度:
- 运行模拟。对于非稳态模拟,注意波动气流涉及的时间尺度通常与人体模型热网络或固体(如座椅或方向盘)热传导所涉及的时间尺度存在明显差异。因此,考虑按照时间尺度来应用不同的时间步长。请参见多个时间尺度。