賴晨光，李 亮，，周毓婷，王玲霞，張 勇

(1.重慶理工大學(xué) 汽車零部件制造及檢測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400054;2.重慶嘉陵全域機(jī)動車輛有限公司，重慶 404100;3.重慶理工大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，重慶 400054)

0 引言

隨著人們駕乘汽車時間的增加，汽車儼然從一種交通工具逐漸演變?yōu)橐环N“生活空間”，乘員熱舒適性已成為衡量駕乘品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。炎熱的夏季，狹小而密閉的汽車在城市滾燙路面上炙烤，乘員艙內(nèi)氣溫高達(dá)50.0 ℃。駕乘人員長期處于其中，易造成身心疲憊，嚴(yán)重影響人體正常生理調(diào)節(jié)，使駕駛員產(chǎn)生煩躁情緒，注意力易分散，給各種交通事故埋下安全隱患。乘員艙降溫的主要媒介是空調(diào)冷卻氣流，而冷卻氣流必須流經(jīng)空調(diào)風(fēng)道才能進(jìn)入乘員艙內(nèi)。空調(diào)風(fēng)道結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞將直接影響著冷卻氣流流動是否順暢和各個支管出風(fēng)量是否均勻，進(jìn)而影響著乘員熱舒適性。

近年來，隨著各大車企開發(fā)能力的提升和汽車熱環(huán)境試驗(yàn)的逐漸普及，乘員熱舒適性問題也越來越受到國內(nèi)外研究者的重視。趙夢洋［1］通過商用軟件RadTherm 對某款轎車乘員艙三維流場結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合求解，分析出人體各個階段當(dāng)量溫度分布;Jing 等［2］通過CFD 數(shù)值模擬仿真方法對某款汽車空調(diào)風(fēng)道進(jìn)行仿真分析，綜合考慮局部壓損和沿程壓損對空調(diào)風(fēng)道流量的影響;劉海龍等［3］借助熱舒適性評價指標(biāo)和節(jié)能性指標(biāo)研究分析不同送風(fēng)參數(shù)對人體熱舒適性的影響;Gao等［4］基于湍流能力耗散理論分析了導(dǎo)向葉片在空調(diào)風(fēng)道內(nèi)不同流速和長寬比下的阻力特性;王彬彬［5］基于當(dāng)量溫度EQT 和加權(quán)PMV 2 種評價方法分別對乘員熱舒適性進(jìn)行評價。

已有研究大部分基于空調(diào)風(fēng)道的結(jié)構(gòu)形式［6］、送風(fēng)參數(shù)［7］、當(dāng)量溫度［8］、PMV-PDD［9］、熱感覺偏差［10］和平均空氣齡［11］，較少從空調(diào)風(fēng)道流場與乘員熱舒適性相結(jié)合的角度出發(fā)對乘員熱環(huán)境問題進(jìn)行研究。采用CFD 數(shù)值模擬與智能優(yōu)化算法相結(jié)合的方法對空調(diào)風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，從風(fēng)道流場和乘員人體當(dāng)量溫度相結(jié)合的角度出發(fā)，基于氣流組織形式、當(dāng)量溫度、風(fēng)道背面靜壓等指標(biāo)，分析炎熱條件下乘員人體熱舒適性，通過自適應(yīng)體網(wǎng)格變形技術(shù)實(shí)現(xiàn)空調(diào)風(fēng)道網(wǎng)格自動變形來計算求解，提高計算效率，并基于DOE 試驗(yàn)設(shè)計方法運(yùn)用NSGA-Ⅱ多目標(biāo)優(yōu)化算法對人體當(dāng)量溫度與空調(diào)出風(fēng)口速度均勻系數(shù)，2 個優(yōu)化目標(biāo)實(shí)施最優(yōu)化，以獲得Pareto 理想前沿解［12］。

1 乘員艙仿真模型的建立與驗(yàn)證

1.1 物理模型

以某款兩廂轎車為研究對象，采用幾何建模軟件按照1∶1 比例建立三維模型，并加入4 位1∶1成年男性假人模型，對4 位乘客的乘坐姿勢進(jìn)行調(diào)整，加入假人模型后乘員艙內(nèi)部幾何模型如圖1所示。

圖1 乘員艙幾何模型示意圖

1.2 數(shù)學(xué)模型

冷卻氣流流經(jīng)空調(diào)風(fēng)道從出風(fēng)格柵噴射進(jìn)入乘員艙內(nèi)對人體降溫，為了能夠準(zhǔn)確地模擬出風(fēng)道內(nèi)旋轉(zhuǎn)剪切流、射流和混合的自由流，采用Realizable k-ε 湍流模型。湍流模型控制方程如下:

質(zhì)量守恒方程

動量守恒方程

能量守恒方程

式中:ρ 為流體密度;u、v、w 分別為流體在x、y、z 3個方向上的速度分量;ui和uj為平均速度的分量;p 為流體微元的壓力;μeff為湍流有效黏性系數(shù);T為溫度;k 為流體的傳熱系數(shù);CP為比熱容;ST為流體的內(nèi)熱源和其他形式能量轉(zhuǎn)化而來的熱能。

1.3 數(shù)學(xué)模型

1.3.1 進(jìn)出風(fēng)口邊界條件

空調(diào)入口處空調(diào)參數(shù)由廠家試驗(yàn)提供，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QCT 658—2009 試驗(yàn)要求，空調(diào)開啟全部冷風(fēng)，送風(fēng)量處于最大風(fēng)量，送風(fēng)溫度為最大冷卻模式，送風(fēng)角度為吹面模式，實(shí)驗(yàn)測得空調(diào)風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口處質(zhì)量流量為478 m3/h，進(jìn)風(fēng)溫度為8 ℃。空調(diào)出風(fēng)口處與外界環(huán)境相通，則出風(fēng)口壓力為大氣壓，相對壓力為0。

1.3.2 車身壁面邊界條件

炎熱的夏季，車身壁面的熱量對乘員熱舒適性影響不可忽略不計。而車身壁面材料的本身特性參數(shù)，如發(fā)射率、反射率、透射率、傳熱系數(shù)等對傳導(dǎo)傳熱和儲熱能力有著重要影響。根據(jù)企業(yè)提供的車身壁面材料參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)Q/JQ 214—2017，確定車身壁面物性參數(shù)，如表1 所示。

1.3.3 網(wǎng)格劃分

網(wǎng)格數(shù)量與質(zhì)量會對數(shù)值仿真計算的速度和結(jié)果產(chǎn)生影響，為避免其對計算精度產(chǎn)生干擾，需進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證。由于乘員艙幾何結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，本次體網(wǎng)格采用適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、貼合性較好的六面體網(wǎng)格，邊界層網(wǎng)格采用第一層網(wǎng)格高度為0.02 mm、總厚度為1 mm 的網(wǎng)格方案。圖2 為乘員艙網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證，結(jié)果顯示，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量大于700 萬時，網(wǎng)格數(shù)量對計算結(jié)果影響不大。因此，本文仿真選用車身表面網(wǎng)格最大尺寸為12 mm，最小尺寸為0.8 mm。

圖2 乘員艙網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證曲線

1.4 乘員艙熱環(huán)境試驗(yàn)

嚴(yán)格按照汽車空調(diào)整車降溫性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)當(dāng)天環(huán)境溫度為38.9 ℃，環(huán)境相對濕度為60%，太陽輻射強(qiáng)度為800 W/m2?？照{(diào)開啟全部冷風(fēng)，送風(fēng)量處于最大風(fēng)量，送風(fēng)溫度為最大冷卻模式，送風(fēng)角度為吹面模式。待乘員艙空調(diào)冷卻氣流穩(wěn)定時，利用熱敏風(fēng)速儀在乘員艙駕駛員與副駕駛員處進(jìn)行測量，記錄測量點(diǎn)上冷卻氣流的風(fēng)溫與風(fēng)速對仿真模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。測量點(diǎn)實(shí)驗(yàn)如圖3 所示。

圖3 乘員艙內(nèi)溫度測量示意圖

1.5 仿真計算結(jié)果驗(yàn)證

對同一測量點(diǎn)的試驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，利用數(shù)據(jù)擬合誤差分析法進(jìn)行誤差分析。圖4為試驗(yàn)與仿真數(shù)據(jù)擬合結(jié)果曲線。結(jié)果表明，駕駛員與副駕駛員側(cè)仿真與試驗(yàn)的誤差在5% 以內(nèi)［13］，滿足工程最大誤差。因此，建立的乘員艙“熱-流”場模型準(zhǔn)確可靠。

圖4 試驗(yàn)與仿真數(shù)據(jù)擬合結(jié)果曲線

試驗(yàn)-仿真的最大誤差為副駕駛員側(cè)4.6%，駕駛員側(cè)4.3%。駕駛員與副駕駛員側(cè)整體上試驗(yàn)溫度高于仿真溫度。誤差來源于仿真中乘員艙密封性能良好，不考慮乘員艙內(nèi)冷卻氣流的漏風(fēng)量與外界熱空氣通過門窗及地板縫隙傳入車內(nèi)帶來的新風(fēng)熱。而實(shí)際試驗(yàn)中，由于乘員艙是未完全密封的，環(huán)境熱風(fēng)將從縫隙處傳入乘員艙內(nèi)，導(dǎo)致試驗(yàn)溫度比仿真溫度高。仿真與實(shí)驗(yàn)最大誤差如表2 所示。

表2 仿真與試驗(yàn)最大誤差

2 仿真結(jié)果

2.1 風(fēng)道背面靜壓分布

圖5 為空調(diào)風(fēng)道背面的靜壓分布示意圖。由鼓風(fēng)機(jī)吹入空調(diào)風(fēng)道內(nèi)的冷卻氣流在壁面上不均勻流動，導(dǎo)致管壁壓力梯度變化明顯。在風(fēng)道拐彎處出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)，將引起冷卻氣流湍動能耗散，管道壓損增大造成風(fēng)道出風(fēng)量不均勻。同時，還會增加空調(diào)功率損耗。在駕駛員與副駕駛員側(cè)送風(fēng)支管背面發(fā)現(xiàn)有溝槽結(jié)構(gòu)，將引導(dǎo)低溫冷卻氣流在風(fēng)管內(nèi)下沉流出，造成駕駛員側(cè)與副駕駛員側(cè)降溫效果較差。

圖5 空調(diào)風(fēng)道背面靜壓分布示意圖

2.2 空調(diào)風(fēng)道速度場分布

汽車空調(diào)的每一個送風(fēng)支管對應(yīng)著乘員艙內(nèi)相應(yīng)的冷卻區(qū)域，而冷卻氣流均勻性的好壞將直接影響著整車降溫效果。圖6 為空調(diào)風(fēng)道出風(fēng)口速度流線示意圖。由圖6 可知，4 個空調(diào)風(fēng)道出風(fēng)口均存在速度死區(qū)。原因在于冷卻氣流提前流動分離，導(dǎo)致送風(fēng)支管局部無冷卻氣流流出，造成乘員艙內(nèi)流場不均勻，無法在短時間內(nèi)為駕乘人員提高舒適駕乘環(huán)境，有待進(jìn)一步優(yōu)化改善。

圖6 空調(diào)風(fēng)道出風(fēng)口速度流線示意圖

2.3 人體當(dāng)量溫度

夏季，乘員艙內(nèi)制冷的源頭冷卻氣流需流經(jīng)空調(diào)風(fēng)道才能進(jìn)入乘員艙內(nèi)對人體進(jìn)行降溫。因此，有必要對乘員身體各節(jié)段的當(dāng)量溫度進(jìn)行監(jiān)測。圖7 為乘客人體各節(jié)段當(dāng)量溫度分布曲線，A區(qū)域處4 位乘客的大腿、小腿、腳部各節(jié)段當(dāng)量溫度均已超出人體當(dāng)量溫度上限值。同時，還存在人體上下肢局部當(dāng)量溫度差異性較大問題，目標(biāo)車型人體熱舒適性較差。乘客的客觀感受取決于乘員艙內(nèi)熱環(huán)境，冷卻氣流組織分布直接影響著乘員艙內(nèi)流場分布。

圖7 乘客人體各節(jié)段當(dāng)量溫度分布曲線

3 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計

3.1 優(yōu)化流程

傳統(tǒng)的空調(diào)風(fēng)道結(jié)構(gòu)優(yōu)化，需要工程師具有大量的工程經(jīng)驗(yàn)對空調(diào)風(fēng)道模型進(jìn)行反復(fù)修改與驗(yàn)證，工作效率極低，延長了汽車研發(fā)周期，并降低汽車品牌市場占有率?；诖?，采用基于DOE代理模型的多目標(biāo)優(yōu)化方法對原車空調(diào)風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，改善冷卻氣流流動狀態(tài)。該優(yōu)化方法能夠縮短汽車研發(fā)周期，并能避免工程師的盲目性與隨意性，其優(yōu)化結(jié)果具有準(zhǔn)確性與可靠性?；诙嗄繕?biāo)優(yōu)化算法的優(yōu)化流程如圖8 所示。

圖8 基于多目標(biāo)優(yōu)化算法的優(yōu)化流程框圖

3.2 確定優(yōu)化變量與優(yōu)化目標(biāo)

3.2.1 優(yōu)化變量

在不增加空調(diào)設(shè)備制冷功率的前提下，從優(yōu)化冷卻氣流組織均勻性出發(fā)，改善冷卻氣流流動狀態(tài)和人體熱舒適性。確定空調(diào)風(fēng)道優(yōu)化變量為:①出風(fēng)口截面管徑，以風(fēng)管與格柵最大連接直徑30 mm 為上限，風(fēng)管最小內(nèi)切圓15 mm 為下限;②風(fēng)道轉(zhuǎn)彎距離，風(fēng)道拐彎處越圓潤，則風(fēng)管內(nèi)流阻力越小，有利于冷卻氣流流動，以當(dāng)前風(fēng)道拐彎半徑l=17 mm 為上限，最小拐彎距離l=10 mm為下限;③出風(fēng)口離地距離，在豎直方向進(jìn)行上下移動時，以不與其周圍零部件發(fā)生裝配干涉為前提構(gòu)成臨界距離550 mm≤h≤650 mm 為約束條件。圖9 為優(yōu)化變量示意圖，具體優(yōu)化變量優(yōu)化范圍見表3。

圖9 優(yōu)化變量示意圖

表3 優(yōu)化變量優(yōu)化范圍

3.2.2 優(yōu)化目標(biāo)

采用Weltens［14］建立的速度均勻系數(shù)評價冷卻氣流流動的均勻性。該系數(shù)基于統(tǒng)計誤差定義，能夠反映整個流通截面上冷卻氣流的流動性，具有普適性和通用性。速度均勻系數(shù)r 表達(dá)式為:

式中:速度均勻系數(shù)取值范圍［0，1］，r 越大，則冷卻氣流流動均勻性越好，1 代表理想狀態(tài)下冷卻氣流流動，0 代表冷卻氣流從一個點(diǎn)通過:vj和代表測點(diǎn)速度和測量截面上平均速度［15］。

提高空調(diào)風(fēng)道冷卻氣流的流動均勻性，其目的是改善人體熱舒適性。駕駛員作為行車安全的守護(hù)神，其一舉一動直接關(guān)乎著整車乘客的生命安全。因此，考慮到駕駛員的重要性，優(yōu)先選取駕駛員當(dāng)量溫度為優(yōu)化目標(biāo)。選取駕駛員人體的頭部、胸部、腿部、腳部為優(yōu)化部位，4 節(jié)段身體節(jié)段表面積超過人體表面積的70%，可以代表人體整個身體階段?；谝陨峡紤]，確定優(yōu)化目標(biāo)為:

式中:Tea1、Tea2、Tea3、Tea4分別代表駕駛員頭部、胸部、腿部和腳部當(dāng)量溫度，w1、w2、w3、w4分別代表著身體不同節(jié)段當(dāng)量溫度權(quán)重，根據(jù)不同部位的重要性，取值分別為0.4、0.2、0.2、0.2［16］。

3.3 基于多目標(biāo)優(yōu)化算法NSGA-Ⅱ搜索非劣解

考慮到優(yōu)化目標(biāo)為出風(fēng)口速度均勻系數(shù)和人體當(dāng)量溫度，當(dāng)出風(fēng)口速度均勻系數(shù)越大時，越有利于冷卻氣流流動降溫，此時優(yōu)化目標(biāo)人體當(dāng)量溫度就越低;當(dāng)人體當(dāng)量溫度超過下限值時，會刺激人體全身血管收縮，導(dǎo)致人體打冷顫、頭暈眼花等不舒適狀況。2 個優(yōu)化目標(biāo)之間互相沖突，因此，需要通過多目標(biāo)優(yōu)化算法對2 個優(yōu)化目標(biāo)同時實(shí)施最優(yōu)化。最終選取優(yōu)化求解時計算效率高、后代種群復(fù)雜度低、魯棒性好、解集優(yōu)良的NSGA-Ⅱ多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)行尋優(yōu)［17］。為提高優(yōu)化效率，需要對算法參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置。NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法參數(shù)設(shè)置如表4 所示。

表4 NSGA-Ⅱ優(yōu)化算法參數(shù)設(shè)置

2 個優(yōu)化目標(biāo)之間存在沖突關(guān)系，在其后代進(jìn)行遺傳精英挑選時不可能是單一的解，而是一個解集，該解集稱作Pareto 最優(yōu)解集，而優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)在設(shè)計空間上的像為Pareto 前沿［18］。本次多目標(biāo)優(yōu)化的Pareto 前沿分布如圖10 所示。

圖10 多目標(biāo)優(yōu)化的Pareto 前沿分布示意圖

從前沿解集可以看到，人體當(dāng)量溫度與出風(fēng)口均勻系數(shù)成負(fù)相關(guān)關(guān)系。實(shí)際工程中，可根據(jù)需求來平衡當(dāng)量溫度和出風(fēng)口均勻系數(shù)的取舍，出于Pareto 前沿解集對當(dāng)量溫度和出風(fēng)口均勻系數(shù)的影響趨勢及人體當(dāng)量溫度的考慮，最優(yōu)解選取人體當(dāng)量溫度較低，而出風(fēng)口速度均勻系數(shù)較大的非劣解，如圖中紅色五角星點(diǎn)。為檢驗(yàn)優(yōu)化算法結(jié)果的可靠性，將優(yōu)化后結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果誤差進(jìn)行對比分析，如表5 所示，出風(fēng)口速度均勻系數(shù)和人體當(dāng)量溫度ΔEQT 誤差僅為1.8%和2.8%，均在5%以下。

表5 優(yōu)化結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果誤差

基于Kriging 代理模型和NSGA-Ⅱ多目標(biāo)遺傳算法對人體熱舒適性進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果與原始結(jié)果對比如表6 所示。優(yōu)化后出風(fēng)口速度均勻系數(shù)ΔR 提升7.5%，駕駛員人體當(dāng)量溫度ΔEQT降低5.9%，人體熱舒適性得到明顯改善。圖11為優(yōu)化前、后空調(diào)風(fēng)道幾何模型對比。

圖11 優(yōu)化前、后空調(diào)風(fēng)道幾何模型示意圖

表6 優(yōu)化結(jié)果與原始結(jié)果

3.4 優(yōu)化前、后乘員熱舒適性對比分析

3.4.1 優(yōu)化前、后空調(diào)風(fēng)道速度場對比

圖12 與圖13 分別為優(yōu)化前、后空調(diào)風(fēng)道速度流線示意圖，對比分析發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后中央風(fēng)道速度死區(qū)已基本消失。這將有利于中央風(fēng)道冷卻氣流流出對乘員艙冷卻區(qū)域降溫，并且4 個風(fēng)道冷卻氣流速度幅值均有所增大，可以在不增加空調(diào)制冷功率的前提下獲得更好的制冷效果。

圖12 優(yōu)化前空調(diào)風(fēng)道速度流線示意圖

圖13 優(yōu)化后空調(diào)風(fēng)道速度流線示意圖

3.4.2 優(yōu)化前、后空調(diào)風(fēng)道背面靜壓對比分析

圖14 與圖15 分別為優(yōu)化前、后空調(diào)風(fēng)道背面靜壓分布云圖。對比分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后因空調(diào)左右兩側(cè)風(fēng)道出風(fēng)口截面管徑發(fā)生變化，原模型溝槽結(jié)構(gòu)消失，有助于減小風(fēng)管內(nèi)流動阻力與渦流，使風(fēng)道內(nèi)冷卻氣流湍動能恢復(fù)，拐彎處低壓區(qū)面積明顯減小。

圖14 優(yōu)化前空調(diào)風(fēng)道背面靜壓分布云圖

圖15 優(yōu)化后空調(diào)風(fēng)道背面靜壓分布云圖

3.4.3 優(yōu)化前、后乘員熱舒適性對比分析

圖16 與圖17 分別為優(yōu)化前、后人體當(dāng)量溫度曲線。與優(yōu)化前相比，優(yōu)化后4 位乘客上肢當(dāng)量溫度整體降低，并逐漸接近理想值，駕駛員手部當(dāng)量溫度升高0.8 ℃，有利于改善駕駛員局部熱舒適性。整體上，優(yōu)化后4 位乘客上肢當(dāng)量溫度變化梯度降低，有利于人體主觀評價與客觀評價。優(yōu)化前、后4 位乘客下肢當(dāng)量溫度變化尤為明顯，當(dāng)量溫度最大降低發(fā)生在乘客2 大腿處，溫度降低了1.8 ℃，副駕駛員腳部當(dāng)量溫度最低，下降了0.7 ℃。雖然部分乘客下肢當(dāng)量溫度仍在上限值之上，就整體而言人體熱舒適性得到明顯改善，表明基于DOE 建立Kriging 代理模型的多目標(biāo)優(yōu)化算法對乘員熱舒適性優(yōu)化效果明顯。

圖16 優(yōu)化前人體當(dāng)量溫度曲線

圖17 優(yōu)化后人體當(dāng)量溫度曲線

4 數(shù)據(jù)挖掘

圖18 為優(yōu)化后人體當(dāng)量溫度總變差分析圖［19-20］。從圖中可以看出，3 個優(yōu)化變量分別對每個優(yōu)化目標(biāo)的影響程度相似。出風(fēng)口截面管徑對出風(fēng)口速度均勻系數(shù)與人體當(dāng)量溫度敏感度分別為56.3%、50.6%，為主要影響因子。風(fēng)道拐彎距離與中央風(fēng)道離地距離對優(yōu)化目標(biāo)影響較小，為次要因子。進(jìn)一步驗(yàn)證了出風(fēng)口截面管徑直接決定著風(fēng)管冷卻氣流流動狀態(tài)，進(jìn)而影響乘員艙降溫效果，但在對人體熱舒適性和風(fēng)管出風(fēng)口速度均勻系數(shù)優(yōu)化設(shè)計時，另外2 個優(yōu)化變量不能忽略。

圖18 優(yōu)化后人體當(dāng)量溫度總變差分析圖

5 結(jié)論

1)空調(diào)風(fēng)道流場與乘員熱舒適性相關(guān)性優(yōu)化后得到的前沿解集傾向于人體當(dāng)量溫度減小、出風(fēng)口速度均勻系數(shù)增大的方向移動。

2)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對3 個優(yōu)化變量與2 個優(yōu)化目標(biāo)之間影響規(guī)律進(jìn)行定量分析，出風(fēng)口截面管徑、風(fēng)道拐彎距離、中央風(fēng)道離地距離分別對風(fēng)口速度均勻系數(shù)與人體當(dāng)量溫度呈相關(guān)關(guān)系;與仿真結(jié)果互相驗(yàn)證了空調(diào)風(fēng)道幾何結(jié)構(gòu)改變對人體熱舒適性影響較大。

3)運(yùn)用到最優(yōu)拉丁超立方采樣、Kriging 代理模型、第二代非劣排列遺傳算法以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等一系列智能算法，形成了一套完整可行的優(yōu)化方法。該優(yōu)化方法能夠及時解決傳統(tǒng)方法面對多目標(biāo)優(yōu)化時的低效性和難以獲得理想解的問題，為未來乘員艙空調(diào)風(fēng)道設(shè)計研發(fā)與人體熱舒適性分析優(yōu)化提供一定的工程指導(dǎo)意義。