汽車空調(diào)除霜風(fēng)道的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車內(nèi)飾件的設(shè)計方法，特別的涉及汽車空調(diào)風(fēng)道的計算機模擬設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]—款汽車的性能，不僅僅包括其動力性和經(jīng)濟性，功能性和舒適性也是很重要的參考指標(biāo)，尤其是在夏季雨天或者冬季結(jié)霜的情況下，其除霜和除霧的功能顯得尤為突出。如果車子的除霜效果不好，會嚴(yán)重的影響駕駛員的視線，存在行車隱患。從出風(fēng)口吹出來的風(fēng)，如果分布不均勻或者溫度不均勻，就會使乘員有不舒服的感覺，所以風(fēng)量的分配還是很重要的。傳統(tǒng)的設(shè)計方法是，設(shè)計工程師憑借自己的經(jīng)驗對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，較為費時費力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計效率高、能夠縮短風(fēng)道研發(fā)周期的汽車空調(diào)除霜風(fēng)道的設(shè)計方法。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下:一種汽車空調(diào)除霜風(fēng)道的設(shè)計方法，采用CAE仿真技術(shù)，其流程包括如下步驟:
[0005]1)建模，利用建模軟件將設(shè)計工程師提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)建成封閉的網(wǎng)格模型，包含前擋風(fēng)玻璃、左右擋風(fēng)玻璃、風(fēng)道及帶格柵的出風(fēng)口和車廂；
[0006]2)CFD分析，利用分析軟件對上述步驟1)所建的模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)除霜分析，觀察前擋風(fēng)玻璃及左前、右前側(cè)擋風(fēng)玻璃上的目標(biāo)區(qū)域是否能夠完全被覆蓋，各出風(fēng)口處的風(fēng)量比例能否達(dá)到設(shè)定要求；
[0007]3)優(yōu)化分析，根據(jù)CFD分析結(jié)果，針對未達(dá)標(biāo)的區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)置設(shè)計變量，將空調(diào)風(fēng)道左側(cè)、左前側(cè)、右前側(cè)、右側(cè)的入口長度L1、L2、L3、L4在各自原長度的基礎(chǔ)上給出一個浮動范圍，將左、右側(cè)風(fēng)管的截面積標(biāo)識為S1和S2，將前除霜風(fēng)道跟前擋風(fēng)玻璃的夾角標(biāo)識為Θ，并在原角度的基礎(chǔ)上給出一個浮動范圍，將各風(fēng)道的彎折曲率Φ1、Φ2、Φ3、Φ 4在各自半徑的基礎(chǔ)上給出一個浮動范圍；
[0008]4)根據(jù)上述步驟3)的設(shè)計變量編輯目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行優(yōu)化分析；
[0009]5)模型轉(zhuǎn)化，將優(yōu)化后符合要求的網(wǎng)格模型轉(zhuǎn)化成三維數(shù)據(jù)，進(jìn)行實體制造。
[0010]上述步驟3)和步驟4)中設(shè)計變量和目標(biāo)函數(shù)，每次只更改其中的一項，進(jìn)行風(fēng)量優(yōu)化分析。上述步驟3)中優(yōu)先考慮將左、右側(cè)風(fēng)管的截面積S1和S2作為設(shè)計變量，進(jìn)行優(yōu)化分析。
[0011]本發(fā)明好處是利用計算機軟件實現(xiàn)設(shè)計變量優(yōu)化，變量明確，目標(biāo)明確，使CAE工程師和設(shè)計工程師相配合，在盡量短的時間內(nèi)達(dá)到設(shè)計優(yōu)化的目標(biāo)；通過設(shè)置有效的設(shè)計變量，設(shè)置對改善結(jié)果影響最大的因素即風(fēng)道進(jìn)口截面的比例為優(yōu)先考慮的設(shè)計變量，這樣能更有效率的達(dá)到優(yōu)化設(shè)計目的。
【附圖說明】
[0012]圖1為空調(diào)風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為風(fēng)道入口截面示意圖。
[0014]圖3為左、右側(cè)風(fēng)道截面示意圖。
[0015]圖4為風(fēng)道與前擋風(fēng)玻璃的夾角示意圖。
[0016]圖5為風(fēng)道彎折曲率示意圖。
[0017]圖6為擋風(fēng)玻璃除霜區(qū)域示意圖。
[0018]圖7為優(yōu)化流程圖。
【具體實施方式】
[0019]見圖1、圖2、圖6和圖7，針對汽車空調(diào)及風(fēng)道建立有效的三維網(wǎng)格模型，利用上述三維網(wǎng)格模型進(jìn)行CFD分析，并從分析結(jié)果中計算出各風(fēng)道入口的風(fēng)量分配；查看圖6所示的各擋風(fēng)玻璃上的風(fēng)速云圖，看從風(fēng)道出口吹出來的風(fēng)在擋風(fēng)玻璃上的覆蓋區(qū)域.
[0020]根據(jù)CFD分析的結(jié)果，首先調(diào)整風(fēng)道入口的風(fēng)量分配，將風(fēng)道入口的長度(見圖2和圖3) L1、L2、L3、L4和左、右側(cè)風(fēng)道的截面積S1、S2作為設(shè)計變量，每次只改變一個變量，一般風(fēng)量分配的比例為1:4:4:1，但是由于從空調(diào)出口產(chǎn)生的風(fēng)并不是均勻分布，所以風(fēng)道入口的截面積比較難控制，將其作為設(shè)計變量，給出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)范圍，將出風(fēng)口的分量比例1:4:4:1作為目標(biāo)，進(jìn)行優(yōu)化分析，得出最佳的風(fēng)道入口的截面結(jié)果。
[0021]見圖4、圖5和圖6，根據(jù)得出的風(fēng)道入口的最佳結(jié)果，再次進(jìn)行CFD分析，核對出風(fēng)口出處的風(fēng)量是否已經(jīng)達(dá)到要求，再觀察擋風(fēng)玻璃上風(fēng)的分布情況，以便有目的的進(jìn)行風(fēng)向調(diào)節(jié)。首先通過控制來控制風(fēng)量分配；在分量分配達(dá)標(biāo)的前提下，在進(jìn)行風(fēng)向的調(diào)節(jié)，風(fēng)向可以通過調(diào)節(jié)出風(fēng)口處格柵葉片的角度，或者調(diào)節(jié)風(fēng)管的折彎曲率來控制，使得從風(fēng)道左前、右前出風(fēng)口吹出來的風(fēng)能夠完全覆蓋前擋風(fēng)玻璃的A、A'、Bg (見圖6)，左右出風(fēng)口吹出來的風(fēng)能夠完全覆蓋左右兩側(cè)擋風(fēng)玻璃的目標(biāo)區(qū)域；當(dāng)風(fēng)量分配和風(fēng)向都能達(dá)到要求的時候，除霜基本可以達(dá)到要求，駕駛員的視線會清晰很多。
[0022]進(jìn)行風(fēng)向調(diào)節(jié)時首先將風(fēng)道跟前擋風(fēng)玻璃的角度Θ作為設(shè)計變量，將其調(diào)整到能夠達(dá)到最佳的除霜狀態(tài)為止，如果仍讓不能完全覆蓋除霜區(qū)域，在該狀態(tài)的基礎(chǔ)上再將風(fēng)道的折彎曲率作為設(shè)計變量進(jìn)行微調(diào)，每次只改變一個變量，直至得到符合要求的結(jié)果。最后將符合要求的網(wǎng)格模型轉(zhuǎn)換成三維數(shù)據(jù)提供給設(shè)計工程師，進(jìn)行實體制造。
[0023]以上所述發(fā)明的實施方式，只是列舉了部分的優(yōu)化參數(shù)，未詳盡示出所有的可優(yōu)化范圍，但是，在不脫離本發(fā)明理念的前提下，應(yīng)該認(rèn)為，相似的修改及優(yōu)化變形都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種汽車空調(diào)除霜風(fēng)道的設(shè)計方法，其特征在于:采用CAE仿真技術(shù)，其流程包括如下步驟: 1)建模，利用建模軟件將設(shè)計工程師提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)建成封閉的網(wǎng)格模型，包含前擋風(fēng)玻璃、左右擋風(fēng)玻璃、風(fēng)道及帶格柵的出風(fēng)口和車廂； 2)CFD分析，利用分析軟件對上述步驟I)所建的模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)除霜分析，觀察前擋風(fēng)玻璃及左前、右前側(cè)擋風(fēng)玻璃上的目標(biāo)區(qū)域是否能夠完全被覆蓋，各出風(fēng)口處的風(fēng)量比例能否達(dá)到設(shè)定要求； 3)優(yōu)化分析，根據(jù)CFD分析結(jié)果，針對未達(dá)標(biāo)的區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)置設(shè)計變量，將空調(diào)風(fēng)道左側(cè)、左前側(cè)、右前側(cè)、右側(cè)的入口長度L1、L2、L3、L4在各自原長度的基礎(chǔ)上給出一個浮動范圍，將左、右側(cè)風(fēng)管的截面積標(biāo)識為SI和S2，將前除霜風(fēng)道跟前擋風(fēng)玻璃的夾角標(biāo)識為Θ，并在原角度的基礎(chǔ)上給出一個浮動范圍，將各風(fēng)道的彎折曲率Φ1、Φ2、Φ3、Φ4在各自半徑的基礎(chǔ)上給出一個浮動范圍； 4)根據(jù)上述步驟3)的設(shè)計變量編輯目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行優(yōu)化分析； 5)模型轉(zhuǎn)化，將優(yōu)化后符合要求的網(wǎng)格模型轉(zhuǎn)化成三維數(shù)據(jù)，進(jìn)行實體制造。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)除霜風(fēng)道的設(shè)計方法，其特征在于:上述步驟3)和步驟4)中設(shè)計變量和目標(biāo)函數(shù)，每次只更改其中的一項，進(jìn)行風(fēng)量優(yōu)化分析。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)除霜風(fēng)道的設(shè)計方法，其特征在于:上述步驟3)中優(yōu)先考慮將左、右側(cè)風(fēng)管的截面積SI和S2作為設(shè)計變量，進(jìn)行優(yōu)化分析。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車內(nèi)飾件的設(shè)計方法，特別的涉及汽車空調(diào)風(fēng)道的計算機模擬設(shè)計。目的是提供一種設(shè)計效率高、能夠縮短風(fēng)道研發(fā)周期的汽車空調(diào)除霜風(fēng)道的設(shè)計方法。一種汽車空調(diào)除霜風(fēng)道的設(shè)計方法，采用CAE仿真技術(shù)，其流程包括如下步驟：1)建模，利用建模軟件將設(shè)計工程師提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)建成封閉的網(wǎng)格模型；2)CFD分析，利用分析軟件對上述步驟1)所建的模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)除霜分析；3)優(yōu)化分析，根據(jù)CFD分析結(jié)果，針對未達(dá)標(biāo)的區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)置設(shè)計變量，給出一個浮動范圍；4)根據(jù)上述步驟3)的設(shè)計變量編輯目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行優(yōu)化分析；5)模型轉(zhuǎn)化，將優(yōu)化后符合要求的網(wǎng)格模型轉(zhuǎn)化成三維數(shù)據(jù)，進(jìn)行實體制造。本發(fā)明好處是利用計算機軟件實現(xiàn)設(shè)計變量優(yōu)化，變量明確，目標(biāo)明確，使CAE工程師和設(shè)計工程師相配合，在盡量短的時間內(nèi)達(dá)到設(shè)計優(yōu)化的目標(biāo)。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105335577
【申請?zhí)枴緾N201510831631
【發(fā)明人】萬丹丹, 李喬軍
【申請人】江蘇新泉汽車飾件股份有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月25日