车门关闭过程中的人耳压力舒适性研究

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近年来,随着中国经济的高速发展,人们的生活水平得到了大幅度的提升,越来越多的人在购车时会着重考虑轿车的乘坐舒适性。因此,对汽车厂家而言,生产制造能带给购车者良好的乘坐舒适感的车型变得尤为重要。目前,有部分乘员反映在乘坐某些轿车关门时会有耳闷甚至头晕的感觉,为提高乘员的乘坐舒适性,对该现象进行具体研究并提供相应的解决方案是很有必要的。车门关闭时,驾驶室内产生的突增压力会作用于人耳鼓膜处,使鼓膜产生变形从而使乘员感到不适。鉴于车门关闭时产生的压力突增会对乘员乘坐舒适性产生影响,且车门关闭时驾驶室内的压缩气体会对车门关闭产生抵抗力,因此,对影响车门关闭过程中驾驶室内压力变化的因素进行研究并对驾驶室内的流场进行分析具有重要意义。本文中采用SC/TETRA软件对车门关闭过程进行数值仿真,在分析流场的基础上对影响乘员人耳处压力值的因素进行研究,在仿真过程中通过SC/TETRA中的重叠网格方法实现车门的旋转。具体的研究内容分为三部分:第一部分主要研究车门关闭角速度对乘员人耳处压力的影响;第二部分主要研究车身气体泄漏面积对乘员人耳处压力的影响;第三部分在第一部分的研究基础上研究不同气体泄漏孔位置对乘员人耳处压力的影响。此外,文中在该三部分的研究中均对驾驶室内的流场结构进行了深入分析,以阐释压力变化的机理。第一部分内容中,本文主要对车门关闭角速度为2rad/s、4rad/s、6rad/s、8rad/s及10rad/s的情况进行了仿真,仿真结果表明车门关闭速度对乘员人耳压力舒适性有较大影响,随着车门关闭角速度的增加乘员人耳处的压力几乎呈线性增加。第二部分内容中,文中分别对车门以2rad/s及4rad/s关闭时,车身气体泄漏面积为80cm2、100cm2、120cm2、140cm2及160cm2的情况进行仿真,仿真结果表明车身气体泄漏面积对乘员人耳压力舒适性有一定的影响,随着气体泄漏面积的增加,乘员人耳处的压力值呈线性减小,但减小的数值较小。第三部分的研究中,本文参考第一部分仿真所得流场结构信息,建立了四种不同的气体泄压孔位置,该四种不同方案中泄压孔的总泄漏面积均为140cm2,文中在车门关闭角速度为2rad/s的情况下对其进行了仿真,仿真结果表明改变泄压孔的位置对乘员人耳压力舒适性有一定的影响,但影响相对较小,其中将泄压孔开在驾驶室右后角(行李箱处)及右前角(仪表板处)可起到一定的降压作用。本文在上述三部分的研究中均对车门关闭的流场结构进行了分析,通过对不同仿真条件下的流场结构进行分析总结可发现,车身周围的气体被卷入驾驶室后刚开始时均会在驾驶室内顺时针流动,而后气体会根据车门关闭角速度的不同及气体泄漏孔位置的不同分别流向不同的位置。其中气体泄漏孔的位置对流场流动影响较大,车门关闭角速度对流场结构影响不是很明显。此外,气体泄漏孔的面积对流场结构的几乎不产生影响。
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