汽车乘员舱热舒适性主客观试验与评价

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汽车乘员舱内热舒适性作为汽车舒适性的重要组成部分,得到了越来越广泛的关注。了解车内乘员对乘员舱内热环境的热响应状态,建立乘员热舒适性预测模型有助于探索汽车热环境的分布及变化对乘员热响应状态的影响机理,进而对汽车乘员舱内热环境的设计及优化提供指导。本文通过汽车车内乘员热舒适性主客观试验,分析了乘员舱的热环境及车内乘员的热感觉与热舒适性,随后基于支持向量机(SVM)方法建立了汽车乘员舱的热舒适性评价预测模型,并对模型的精度进行了验证。论文的主要内容包括:(1)汽车车内乘员热舒适性主客观试验。通过制热及制冷工况试验对乘员舱内热环境的客观参数进行了测试、记录,并采用ASHRAE七点标尺将车内乘员主观感受数字化,最终得到不同工况下车内乘员的局部热感觉、整体热感觉及整体热舒适性。试验结果表明,车内热环境在水平及垂直方向上均呈现瞬态不均匀分布;车内不同位置处乘员的各个局部热感觉差异明显,而局部热感觉与空气温度有着近似线性的关系;不同位置处乘员的整体热感觉及热舒适性存在差异,且随着车内热环境趋于稳定其差异逐渐减小。(2)对比分析PMV-PPD与EQT热舒适评价模型的适用性。分别采用两种评价模型对试验工况下车内乘员的热舒适情况进行评价,将评价结果与主观打分结果进行对比分析。结果发现,对于西南地区3月的非极端热环境,PMV-PPD评价模型可以有效预测车内人体局部热感觉,而在8月的极端热环境中不适用;EQT模型可以定性地预测车内乘员的热感觉变化趋势,但评价结果的准确性不够理想。(3)建立汽车乘员舱SVM热舒适性评价体系。根据汽车乘员舱热舒适性主客观试验结果,分析了乘员局部热感觉的影响因素、整体热感觉的建立原则及热感觉与热舒适性的关系。利用SVM方法建立了车内乘员局部热感觉、整体热感觉以及整体热舒适性的评价预测模型,并对评价模型进行了验证,发现SVM局部热感觉评价预测模型的MSE均小于0.01,R2均大于0.7,而整体热感觉及整体热舒适性评价模型的预测准确度均大于70%,说明其可以有效地预测车内乘员热舒适性。(4)建立季节分类热舒适评价模型。通过分析不同季节下车内乘员的热表现,发现对于不同的季节条件,乘员对车内热环境的热偏好以及对周围空气温度的忍耐度存在明显差异。根据分析结果,基于车内黑球辐射温度及湿度建立了SVM季节分类热舒适模型,由此可以更加系统地对不同季节的乘员舱热舒适性进行评价。
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