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    CAE咨询 / Data Area

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    热舒适性计算核心

    发布时间:2013-12-25

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    • 假人模型是计算舒适性指标的核心。我们利用了THESEUS-FE中独特的假人模型—FIALA-FE,它吸收了人体热生理学最前沿的研究成果,用来预测人体对环境温湿度的反应,进而准确预测热舒适性。该假人模型可进行近乎真人的仿真,包含血流、呼吸、蒸发、代谢反应、出汗、寒噤、心输出量等复杂的生理过程,并且假人模型与周围环境完全耦合,达到整体能量平衡。FIALA-FE完全集成在THESEUS-FE求解器中,可提供全局和局部的舒适性指标,供模型评估和优化使用。

      在人体舒适性分析中,座舱中的假人模型可以与座舱环境完全耦合。这样,空气对流、太阳照射以及和座椅的热接触以及人体的呼吸作用、皮肤的汗液蒸发、环境适度的影响都可同时加以考虑。同时,可以为假人的不同部位选择不同材料的衣服,精确地仿真不同衣服的保温作用。FIALA-FE在复杂的假人模型中结合了被动和主动控制系统,使之与真人实验数据高度吻合。动脉中血流运输热量使人体保持温暖状态;在寒冷的环境中,血管收缩增加动脉阻力降低血流速度,维持体温,从而使更少的热量到达皮肤;而在更温暖的环境,血管扩张降低动脉阻力使更多的热量通过皮肤散发。热舒适性模型从生理学的角度评估人体对环境的感知:寒冷、自然、炎热,舒适或不舒适。全局舒适性模型针对整体热状态,局部舒适性模型针对身体特定部位,如与座椅接触的背部,受日光照射的面部等。在仿真中,舒适性指标在温度和热通量的基础上通过后处理手段得到。我们使用的局部舒适性指标是根据张博士在伯克利加州大学进行的109种体在动态和空间非均匀环境下的实验基础上,通过多年研究得到的数学模型。改模型首先获得人体的整体和局部热感觉(Thermal Sensation)再以此为基础预测作为热感觉的函数的局部热舒适性指标。这个局部热舒适性指标对优化暖通空调系统(HVAC)性能、座椅加热系统参数以及内饰材料的热性能等方面极具应用价值。利用FIALA-FE假人模型可计算身体各个部位在各种外部热边界下的瞬态温度,大量的验证性试验已经证实我们的仿真结果与实验数据有高度的一致性。

       

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