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研究生:張誌翰
研究生(外文):Chang,Chihhan
論文名稱:利用場協同理論之一般轎車空間舒適度分析
論文名稱(外文):Thermal Comfort of Passenger in the Vehicle by Field Synergy Principle
指導教授:張旭銘張旭銘引用關係
口試委員:張智傑張簡才萬
口試日期:2011-06-04
學位類別:碩士
校院名稱:高苑科技大學
系所名稱:機械與自動化工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:場協同理論
外文關鍵詞:Field Synergy Principle
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現代生活水平提昇,汽車也不再只是以往單純的代步工具,更多的功能、更好的品質、更加的舒適性皆為汽車發展的趨勢。本研究將對轎車車艙內之舒適度做電腦模擬分析研究。電腦模擬分析利用COMSOL軟體來分析,對轎車內不同送風角度下氣流組織進行三維數值模擬,計算分析探討紊流型進風口位置速度U、V、W、大小、進風溫度、人體溫度與位置,可看到轎車內一名人員周圍的平均溫度和流速,對於空間流場及舒適性之差異影響。利用場協同理論分析轎車內空調設置位置對人體的舒適度評估並用COMSOL軟體分析場協同角的特性。本研究發現,場協同角越低表示速度場與溫度梯度場越平行對轎車內的人體產生的舒適度越高,也就是說場協同理論可以用來評估轎車內舒適度並提供轎車設計空調的位置的一種指標。

關鍵詞: 溫度場、速度場、模擬分析、轎車、熱舒適、場協同

This study is to investigate heat transfer, thermal comfort of passenger in the specified vehicle by field synergy principle using turbulence flow to simulate input wind temperature and position, input wind u, v, w, passenger temperature, his position and thermal load. In this research, we use COMSOL software to analyze velocity and temperature fields and comfort impact of input position of wind. The results show that field synergy angle can indicate low angle increase better comfort of passenger in the specified vehicle.
Keywords:heat transfer、thermal comfort、field synergy angle

目錄
頁次
中文摘要………………….………………………………………………VI
英文摘要………………….…………………………………..…………VII
目錄…………………………………………………………….….……VIII
圖目錄……………………………………………………..……………X
表目錄……………………………………………………..……………XIII

一、前言…………………………………….…………………….………14
二、研究目的…………………………………..……………………….15
三、文獻探討………………………………………………..……………16
四、基本理論………………………………………………..……………19
4.1 COMSOL數值方法………………………………………………...19
4.2統禦方程式………………………………………………...............20
4.3傳熱強化的場協同原理……………………………………….......22
4.4場協同理論(filed synergy principle)……………………................……25
4.5收斂準則………………………………………………...……………25
4.6 COMSOL原理……………………………………………..……...…25
五、模擬分析………………………………………………………………………27
5.1 模擬分析-1………………………………………………………....…..27
5.1.1 進風口不同位置的場協同角…………………………..………27
5.2 模擬分析-2…………………………………………….................…….35
5.2.1 進風口不同位置的場協同角…………………………..…..…...35
5.3 模擬分析-3…………………………………………….................…….41
5.3.1 進風口不同位置的場協同角…………………………..…..…...41
5.4 模擬分析-4…………………………………………….................…….49
5.4.1 進風口不同位置的場協同角…………………………..…..…...49
5.5 模擬分析-5…………………………………………….................…….55
5.5.1 進風口不同位置的場協同角…………………………..…..…...55
5.6 模擬分析-6…………………………………………….................…….63
5.6.1 進風口不同位置的場協同角…………………………..…..…...63
5.7 模擬分析-7…………………………………………….................…….69
5.7.1 進風口不同位置的場協同角…………………………..…..…...69
5.8 模擬分析-8…………………………………………….................…….77
5.8.1 進風口不同位置的場協同角…………………………..…..…...77
六、結果與討論…………………………………..…………….………………….83
七、參考文獻………………………………………………………………………84



圖目錄
頁次
圖1.數值運算流程圖……………….………………………………………….…26
圖2.轎車示意圖………………………...………………………………………...27
圖3.轎車示意圖1……………………...………………………………………...28
圖4.轎車示意圖2..……..…...……………………………………………….…..28
圖5.轎車示意圖3……………...…………………………………………….…..29
圖6.轎車示意圖4………………...………………………………………….…..29
圖7.速度場分佈圖………………...………………………………………….…..30
圖8.場協同角剖面分佈圖……………...…………………………………….…..30
圖9.速度場分佈圖………………...………………………………………….…..31
圖10.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..31
圖11.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..32
圖12.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..32
圖13.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..33
圖14.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..33
圖15.場協同均方根指標在不同進風口的影響………...………………..….…..34
圖16.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..36
圖17.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..36
圖18.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..37
圖19.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..37
圖20.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..38
圖21.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..38
圖22.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..39
圖23.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..39
圖24.場協同均方根指標在不同進風口的影響………...………………..….…..40
圖25.轎車示意圖1………………..…...………………………………………...41
圖26.轎車示意圖2..………...……………………………………………….…..42
圖27.轎車示意圖3..………...……………………………………………….…..42
圖28.轎車示意圖4..………...……………………………………………….…..43
圖29.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..44
圖30.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..44
圖31.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..45
圖32.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..45
圖33.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..46
圖34.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..46
圖35.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..47
圖36.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..47
圖37.場協同均方根指標在不同進風口的影響………...………………..….…..48
圖38.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..50
圖39.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..50
圖40.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..51
圖41.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..51
圖42.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..52
圖43.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..52
圖44.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..53
圖45.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..53
圖46.場協同均方根指標在不同進風口的影響………...………………..….…..54
圖47.轎車示意圖1………………..…...………………………………………...55
圖48.轎車示意圖2..………...……………………………………………….…..56
圖49.轎車示意圖3..………...……………………………………………….…..56
圖50.轎車示意圖4..………...……………………………………………….…..57
圖51.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..58
圖52.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….….58
圖53.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..59
圖54.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..59
圖55.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..60
圖56.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..60
圖57.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..61
圖58.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..61
圖59.場協同均方根指標在不同進風口的影響………...………………..….…..62
圖60.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..64
圖61.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..64
圖62.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..65
圖63.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..65
圖64.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..66
圖65.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..66
圖66.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..67
圖67.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..67
圖68.場協同均方根指標在不同進風口的影響………...………………..….…..68
圖69.轎車示意圖1………………..…...………………………………………...69
圖70.轎車示意圖2..………...……………………………………………….…..70
圖71.轎車示意圖3..………...……………………………………………….…..70
圖72.轎車示意圖4..………...……………………………………………….…..71
圖73.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..72
圖74.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..72
圖75.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..73
圖76.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..73
圖77.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..74
圖78.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..74
圖79.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..75
圖80.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..75
圖81.場協同均方根指標在不同進風口的影響………...………………..….…..76
圖82.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..78
圖83.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..78
圖84.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..79
圖85.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..79
圖86.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..80
圖87.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..80
圖88.速度場分佈圖……………….………………………………………….…..81
圖89.場協同角剖面分佈圖……………….………………………………….…..81
圖90.場協同均方根指標在不同進風口的影響………...………………..….…..82
表目錄
表1.傳熱強化與場協同比較……………….…..…………………………….…..24

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[44]張泉、袁昊、張國強、鄧天福,”室內人體移動過程對熱舒適(comfortable degrees)的影響研究” , 湖南大學土木工程學院,Vol.34,No.8,2007
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