FLUENT基于环保智能天窗的客车车内气体污染物净化分析(3)
图1.1 高压电离装置原理图题
智能天窗的使用目的是使客车能够实现内外空气循环、内循环空气净化、逃生等功能。本论文的主要研究内容为分析客车在装载智能天窗后的内循环空气净化的功能，该功能目标是为乘客提供良好的空气品质，确保乘客的路途中能够享受到健康、舒适的乘车环境。由于该天窗是通过实时监控车内空气质量，并根据各有害气体的浓度自动（亦可手动）启闭空气净化功能，因此我们要对运行中的客车内部的空气流动情况，还有污染物的种类以及其分布做分析，实时地监控客车内部的空气质量的情况，为智能天窗的控制系统设计提供依据。
1.2 国内外研究现状
1.3 论文内容
本论文选择应用CFD仿真技术，建立车内流场的多组分分析模型，对车厢内部的空气污染物进行多组分分析。通过对客车运行时车内的流场情况进行分析，掌握出车内空气质量的变化情况，为智能天窗的控制系统设计提供依据。具体的工作如下：
（1）介绍本文的研究背景，阐述客车在装载智能天窗后进行内循环空气净化功能分析的必要性，对现阶段应用于客车内部流场及污染物分布的三种方法进行介绍，并对CFD应用与汽车流场问题的国内外研究现状做简单介绍和总结。
（2）对湍流的理论以及湍流模型理论进行介绍，并对FLUENT软件以及求解步骤等进行介绍。
（3）建立客车内部流场的模型，并对其进行网格划分，通过求解器的选择、边界条件的设置、流动模型的选择、组分输送的设定以及求解设置进行仿真计算。
（4）对仿真计算得出的结果进行分析，得出车内空气质量的变化情况，为智能天窗的控制系统设计提供依据。
2 湍流理论及仿真软件介绍
2.1 湍流理论基础
流体的流动一共可分为两种流态：层流和湍流，两者区别一般通过雷诺数(Re)的大小来判断。湍流是一种流体状态，它特别的复杂且是瞬态的，除此之外，时常还伴随着旋转的动作，研究者通过不同的实验证明了，它的一些参数性质是随机变化的。所以其瞬态的流动很难测定，于是研究人员将该流体归结为具有统计意义的不可测流体。通常，湍流可认为具有以下特征。
（1）湍流流动中的所有物理参数尽管在时间和空间上是随机脉动的，但其仍然具有一定的统计学特性。
（2）在湍流流动中的点位置上，它的参数脉动情况有可能是一样的，但边界条件不同，那么它们相互有关系的可能性为零。
湍流虽然在三文空间内毫无规律地进行高不稳定性且时间难以测定的流动，但非稳态的纳威—斯图克斯方程却是至始至终能够应用的，因此可以应用N-S方程联合其他条件求解出流体的瞬时运动特征。纳威—斯图克斯方程作是高阶微分方程，因为其程度复杂，难以求得解，只有通过计算机进行高难度的数值计算，变化为简单的线性方程组或者边界条件更能简便化的解析解。
2.2 湍流模型理论
湍流模型理论是在雷诺平均运动等方程的基础之上的，注重理论与实践的完美搭配的效果，并假设流体的湍流特性后描绘了一种关于湍流平均量且能够封闭的方程组。不管多么复杂的湍流运动都适用于质量方程以及N-S方程。人们根据计算机的发展不同引入新的数值方法，现在形成了三种湍流模型：
（1）湍流输送系数模型，该模型是用平均速度梯度和湍流粘性系数的积来表示速度脉动的二阶关联量，该模型里包含零方程模型、单方程模型以及双方程三种。