轿车空调制冷系统仿真平台应用研究

论文摘要

汽车空调通过对汽车内空气的温度、湿度、空气质量及空气流动进行控制,为驾驶员或乘员创造清新舒适的车内环境,已成为影响汽车舒适性的主要总成以及汽车市场竞争的重要因素之一。设计出价廉、安全、舒适和低排放的汽车空调是各大汽车生产商的努力目标,汽车制造商不断地根据用户的要求更新汽车设计,并期望通过利用新技术来提高其各项性能指标。为提高汽车空调制冷系统各项性能指标,本文在对MDO技术体系及其应用方法进行研究的基础上,多学科优化技术应用于轿车空调制冷系统动态仿真与优化设计,论文主要工作与创新之处如下:(1)建立了包括近似概念、数学建模、面向设计的分析、系统分解和人机接口与优化过程在内的轿车空调制冷系统多学科设计优化技术体系,为轿车空调制冷系统多学科设计优化提供了有力的技术支持。(2)基于结构、速度和温度等多个学科,建立了轿车空调制冷系统分析、模型选择和轿车空调制冷系统各学科物理模型,为多学科设计优化在冷凝器和蒸发器设计中的应用提供了基本的理论基础。(3)以轿车空调制冷系统传热性能、经济性能、质量为目标函数建立了多学科设计优化模型,采用自适应混沌优化算法进行了多学科设计优化。应用结果表明,轿车空调制冷系统传热系数k提高了3.88%,设计成本S下降了19.56%,质量G减少了7.21%,整体性能U提高了4.30%,优化后轿车空调制冷系统制冷系数可提高18.5%以上。(4)针对车型不同、乘员人数不同,蒸发器和冷凝器结构参数差异的实际情况,基于多学科设计优化技术建立轿车空调制冷系统仿真平台,通过模拟计算代替实际试验,能模拟系统在不同初试条件下的性能表现,可以为轿车空调制冷系统蒸发器和冷凝器的优化设计提供决策依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 轿车空调技术国内外的研究状况
• 1.2 调制冷技术概述
• 1.2.1 制冷压缩机技术
• 1.2.2 轿车空调制冷剂技术
• 1.2.3 轿车空调制冷技术的发展趋势
• 1.3 多学科设计优化技术概述
• 1.3.1 多学科设计优化技术国内外研究现状
• 1.3.2 多学科设计优化的方法与策略
• 1.3.3 多学科设计优化体系研究
• 1.3.4 多学科设计优化技术在工程上的应用
• 1.4 空调制冷装置仿真研究现状
• 1.5 空调制冷装置仿真技术应用现状
• 1.6 题背景和意义
• 1.6.1 选题背景
• 1.6.2 选题意义
• 1.7 论文的主要研究工作
• 第2章 轿车空调制冷系统多学科设计优化技术体系建立
• 2.1 轿车空调制冷系统多学科设计优化技术的实质与特点
• 2.1.1 多学科设计优化技术的定义
• 2.1.2 多学科设计优化技术引入轿车空调设计的必然性
• 2.1.3 轿车空调制冷系统多学科设计优化技术的思想
• 2.1.4 轿车空调制冷系统多学科设计优化技术的实质
• 2.1.5 轿车空调制冷系统多学科设计优化技术的特点
• 2.2 轿车空调制冷系统多学科设计优化技术的组成
• 2.2.1 多学科设计优化技术的近似概念
• 2.2.2 多学科设计优化技术的数学建模
• 2.2.3 多学科设计优化技术的面向设计的分析
• 2.2.4 多学科设计优化技术系统分解
• 2.2.5 多学科设计优化技术的系统敏感性分析
• 2.2.6 多学科设计优化技术的优化算法
• 2.2.7 多学科设计优化技术的人机接口与优化过程
• 2.3 本章小结
• 第3章 轿车空调制冷系统多学科设计优化物理模型
• 3.1 轿车空调制冷系统分析与模型选择
• 3.1.1 轿车空调制冷系统工作原理
• 3.1.2 轿车空调制冷循环性能指标
• 3.2 基于VB 的轿车空调制冷系统各学科物理模型建立
• 3.2.1 轿车空调制冷系统关键设计参数确定
• 3.2.2 轿车空调制冷负荷计算
• 3.2.3 降低汽车空调热负荷的途径
• 3.2.4 压缩机的选型
• 3.2.5 冷凝器的设计计算
• 3.2.6 蒸发器的设计与计算
• 3.3 本章小结
• 第4章 轿车空调制冷系统多学科设计优化技术
• 4.1 轿车空调制冷系统多学科设计优化模型
• 4.1.1 轿车空调制冷系统冷凝器多学科设计优化问题
• 4.1.2 蒸发器多学科设计优化模型
• 4.1.3 自适应混沌优化算法
• 4.2 轿车空调制冷系统多学科设计优化实现
• 4.2.1 轿车空调制冷系统多学科设计优化仿真流程
• 4.2.2 轿车空调制冷系统多学科设计优化技术体系实现
• 4.3 本章小结
• 第5章 轿车空调制冷系统仿真平台
• 5.1 轿车空调制冷系统仿真平台设计
• 5.1.1 仿真系统开发软件介绍
• 5.1.2 轿车空调制冷系统仿真平台建立
• 5.2 轿车空调制冷系统仿真平台应用
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结和建议
• 6.1 总结
• 6.2 建议
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢