教練機座艙氣流組織和熱舒適性的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、為了對某教練機環(huán)控系統(tǒng)的性能進行評價，改進和提高環(huán)控系統(tǒng)的設計，本文對某型教練機的座艙氣流組織和熱舒適性進行了數(shù)值模擬和實驗研究。
　　 本文首先建立了教練機座艙幾何模型，根據(jù)座艙型面為自由型曲面的特征，給出了座艙型面-NURBS曲面的生成方法和步驟以及NURBS曲面的網(wǎng)格劃分方法，并生成了座艙三維非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。
　　 在分析國內(nèi)外熱舒適性研究的基礎上，結(jié)合座艙的特殊環(huán)境與結(jié)構(gòu)，對座艙熱舒適性進行了研究。為了提高計算準確

2、度，提出一種改進的PMV計算方法。不采用經(jīng)驗式進行對流換熱系數(shù)的計算，而是通過耦合求解控制方程組的數(shù)值模擬方法直接得到PMV指標。針對環(huán)控系統(tǒng)的布置特點，給出數(shù)值模擬邊界條件。主要針對在座艙內(nèi)部的進氣邊界進行了合理簡化設定，通過采用“進氣彎管”和“質(zhì)量動量源”的方式，得到了物理上等價的座艙內(nèi)部進氣邊界條件，方便了座艙整體的數(shù)值計算。同時，本文的這種邊界條件處理方法也為其它物理問題內(nèi)部區(qū)域的進口邊界提供一種處理思路。
　　 本文模

3、擬結(jié)果表明，教練機環(huán)控系統(tǒng)進氣方案能夠保證氣流在前后艙飛行員的周圍形成漩渦繞流區(qū)，強化對流換熱，從而有效帶走飛行員的散熱。后艙飛行員由于在頭部氣流較弱，散熱能力略低于前艙飛行員。表征座艙熱舒適性PMV指標值隨座艙進氣溫度、人體新陳代謝率和服裝熱阻的增加而上升，其中PMV值與進氣溫度近似呈線性關系。隨著人體新陳代謝率增加，服裝熱阻的影響明顯上升。隨著座艙內(nèi)空氣相對濕度減小，PMV值降低。因此相對于空氣濕度較高的情況，相對濕度較低的座艙需要