● 摘要
大型客机驾驶舱空气流动和传热研究，涉及客机驾驶舱空调通风和人体热舒适性等方面因素，是飞机设计和使用部门非常关注的问题之一，也是人机环境系统工程领域一个重要的研究问题。本文对现有机型B737-800驾驶舱内空气的流动和传热进行数值模拟，并通过飞行员主观评价对数值模拟结果进行验证，结果表明数值仿真方法可运用于其它机型驾驶舱的初期设计阶段中。本文主要的研究工作：①综合现有文献和国家标准规定，归纳出大型客机驾驶舱内空气的设计要求。建立了驾驶舱内壁面传热边界条件计算模型和驾驶舱空气分配系统供气边界条件计算模型。利用这两个边界条件计算模型，可解决舱内空气、舱壁的边界计算问题。②基于以上建立的边界条件计算模型以及目前广泛使用的三维建模软件CATIA-V5和商用CFD软件Fluent，实现了驾驶舱空气流动和传热的数值仿真模拟，该数值仿真在B737-800高空夜航飞行条件下的计算结果与驾驶舱内空气的设计要求相吻合。③将驾驶舱空气流动和传热数值仿真结果应用于驾驶舱温度环境评价问题的研究。根据数值模拟结果可直接求得人体附近的平均舱温 和驾驶舱PMV指标，两种评价结果均能表明B737-800驾驶舱处于舒适区的范围内。④进行飞行员主观评价调查，得出B737-800驾驶舱在高空夜航时基本处于舒适的环境，躯干和脚部由于偏凉而略感不舒适，这与运用数值仿真结果及得出的客观评价结果相一致。以上研究结果表明，本文所建立的大型客机驾驶舱空气流动和传热数值仿真具有较高的工程应用价值。