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基于Fluent的汽车车室舒适度数值模拟
1.2 企业开展技术创新和技术创新方法工 作针对解决的问题
自从技术创新方法 TRIZ 理论在仁皇药业 的深入开展学习、推广以及应用以来,仁皇药业 的科研研发速度和创新思路都有了很大程度地 提高,在现有的刺五加类创新产品的基础上,依 靠 TRIZ 理论的方法攻克了一种国家中药五类 新药在剂型研制中遇到的关键技术,为我公司 刺五加综合开发核心项目研制出了竞争力强的 高新技术产品———刺五加总苷总黄酮软胶囊, 并于 2008 年末申报了国家发明专利。
文利用 Fluent 数值模拟软件对轿车室内的速度 和温度分布进行模拟计算,主要讨论了不同的 送风角度下车内的温度场和速度场,对传统的 研究方法进行了改进和提升。
1 模型与网格的生成
本文是以奔腾 B70 空调轿车为模型进行数 值模拟,对车室结构模型进行简化。简化示意图 如下:
(a) 对轴线速度的影响
(b) 对轴线温度的影响 图 2 不同送风角度对轴线的影响
(a) 30°
(a) 30°
(a)外 部 结 构 图
(b) 45°
(b) 45°
(b)网 格 结 构 图
图 1 汽车车室简化图
2 控制方程及边界条件 控制方程为三维不可压、稳态、常物性、层 流流动的质量、动量与能量守恒方程[4]。 边界条件简述如下:进口流速、温度给定; 出口自由出流;车顶、车门和挡风玻璃壁面为无 滑移边界条件,且给定壁温;其他车体结构为绝 热壁面,忽略人体散热边界条件。 3 计算结果分析 由图 2 可以看出,送风角度不同对车室的 速度和温度分布有不同程度的影响,其中对沿 程温度分布影响相对比较明显。相同送风温度 下,可以通过改变出风的角度来降低室温,这一 点对空调设计非常重要。以下通过不同截面分 析不同送风角度对车室流场和温度场的影响。
5m/s,温度是 20℃时,送风角度在 45角度的增大,车室前半部分 流场变化较大,涡流中心位置下降,后半部分变 化不明显;车室的平均温度有所上升,温度变化 范围也同时增大,制冷效果下降。
(3)计算结果表明,采用 CFD 数值模拟法
对于研究车室内气流的流动情况可视化强,大 大降低了空调设计开发周期。
3.4 全力深化政产学研合作,做好技术转化
工作
全面深化和巩固与科研院所的交流与合 作,建立产学研合作研发中心和产业化基地,将 研发中心建设成为兼具研发、中试、孵化、会展、 小规模产业化等功能的技术成果孵化城。努力 使科研院所的科研优势转化为我们的生产力优 势,使成果优势转化为产业优势。
3.5 以深入贯彻学习 TRIZ 理论为契机,全
1 案例描述
1.1 企业开展技术创新和技术创新方法工 作的总体认识
技术创新方法是企业获得自主知识产权和 加快科技成果转化的润滑剂,如果说技术创新 是提高企业的技术水平和产品创新能力的重要 途径,是提高企业竞争力的必要手段,那么技术 创新方法就是实现这个重要途径和必要手段的 方法。仁皇药业非常重视对知识产权的保护,公 司成立了总经理领导的知识产权委员会,在科 研中心设有专人负责专利工作,并制定了一系 列专利管理办法及激励措施,对具有自主知识 产权的项目及时向国家申请专利保护。号召全 公司人员学习 TRIZ 理论,运用 TRIZ 理论于工 作实践中,鼓励与推动全员创新,尝试运用 TRIZ 研究解决生产中的技术问题。
求。从图 4 分析得知,随着送风角度的增大,平 均温度有所上升,温度范围也同时增大,制冷效 果下降。75°时前排平面出现相对较高区域,这 主要是空气流向车顶部,不能带走该区域的温 度。
我国的汽车空调车室内空气温度的计算参 数夏季为 24~26℃,而由舒适转为不舒适的温 度为 28℃[5]。以此指标来分析评定,当角度为 45°时平面区域绝大部分位于该温度范围内。
科研人员在研制刺五加总苷总黄酮软胶囊 的剂型筛选中,将 TRIZ 理论中创新设计问题解 决工具应用到具体的实验研究中,采用相应的 载体材料,制备了刺五加总苷总黄酮固体分散 体,解决了刺五加总苷总黄酮提取物溶解度低 的问题,达到了速释的效果,同时将其特定的辅 料做为软胶囊的分散体,将内容物制成固体分 散体形式优化了软胶囊的制备工艺,同时,解决 了囊壳易硬化和漏液的难题。
(c) 60°
(d) 75° 图 4 不同送风角度时前座平面温度分布
4 结论与展望 (1) 在设置的几种工 况下,当送风速度 是
- 16 - 中国新技术新产品
高新技术
中国新技术新产品 2010 晕韵.22
China New Technologies and Products
TRIZ 理论在新产品研发中的应用
3.3 狠抓制度创新,完善适合科技人才工作
的管理机制 要以调动广大科技人员的积极性和创造性
为出发点,以促进科技资源高效利用和综合集 成为重点,突出抓好科技人才的队伍建设。尽快 建立适合市场经济规律和技术创新发展要求的
管理体制,形成灵活有效的运行机制,奖励运用 TRIZ 理论在科技创新方面有突出成果的员工, 建立适合自身特色的评价标准,培养高素质专 业化的优秀团队,使有限的科技人才发挥最大 的效益,确保各级各类科技项目的顺利实施。
仁皇药业将继续坚持 TRIZ 理论的深入学 习、推广以及应用。在科技创新体系建设方面, 以面向市场,加快创新产品研发,提高企业核心 竞争力为指导思想。
3.2 继续完善科技平台建设 要按照“巩固、提高、发展、创新”的要求,进 一步加快创新平台的建设,完善运行机制,整合 科技资源,拓宽工作思路,多渠道为企业争取创 新项目和科技经费。
引言 随着经济的发展,人们的生活水平越来越 高,消费者在购买车时越来越重视汽车的舒适
性能。CFD 商用软件能够形象直观的模拟出流 体的流动状况,对于研究舒适度具有极高的价 值。孙学军[1]等利用 Fluent 软件对二维空调车室 进行了数值模拟,计算了在一定送风速度下,不
同送风角度时空调车室内空气流动的热流场的 变化。莫志姣[2]等利用 CFD 进行数值模拟,研究
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高新技术
基于 Fluent 的汽车车室舒适度数值模拟
张 康 周俊杰 任瑜杰 汪 辉 (郑州大学化工与能源学院,河南 郑州 450001)
摘 要:利用 CFD 商业软件对车室内空气的速度场和温度场进行模拟,对比分析不同的送风角度对车室内舒适度的影响。模拟结果表明:随 着送风角度的增大,车室前半部分速度场场变化较大。当送风速度是 5m/s,温度是 20℃时,送风角度在 45°~60°范围内舒适性相对较优。 关键词:汽车;舒适度;数值模拟;送风角度
2 成效和经验 2.1 取得的技术成果以及取得的经济效益 情况,包括专利成果产出情况,人才培养情况等 2007 年有 4 项国家发明专利被受理,其中 食品安全检测方向 1 项,为检测盐酸克伦特罗 残留的试剂盒及其制备方法;生物制药方向 2 项,分别是蛋白清除剂、其制备方法和应用,溶 菌酶生物防腐剂的制备方法;中药现代化方向 1 项,为刺五加有效部位的提取物、其制备方法、 其应用,目前已进入实审阶段。2008 年,申请发 明专利 3 项,复合蛋白沉淀剂、其制备方法及应 用,一种超氧化物歧化酶的制备方法,刺五加总 苷总黄酮软胶囊及其制备方法。通过鼓励科技 人员深入学习 TRIZ 理论,并将 TRIZ 理论应用 于工作实践中,仁皇药业在技术创新方面取得 了卓有成效的突破。同时企业加大了科研投入, 确立了“面向市场,加快创新产品研发,提高企 业核心竞争力”的指导思想,先后建立了省级企 业技术中心、省级重点实验室、省级工程技术研 究中心、国家博士后科研工作站等研发平台,打 造了较为完善的科技创新体系,培养了一批结 构搭配合理的创新型人才。 2.2 取得的主要经验 通过仁皇药业对 TRIZ 理论的具体实践使 我们充分认识到,引进先进的创新理论、方法与
崔玉海 孙玉艳 李绍铭 王萍萍 韩玉玲 陈 曦 张 颖 (哈尔滨仁皇药业有限公司 黑龙江省重点实验室(中药提取物及中药创新药物研究实验室),黑龙江 哈尔滨 150300)
摘 要:TRIZ 是俄文中发明问题解决理论的词头,至今已发展了 60 年,TRIZ 已成为解决发明问题的强有力的方法学。本文是介绍 仁皇药业科研人员对 TRIZ 理论的理解,以及 TRIZ 理论在仁皇药业新产品研发各项工作中应用所取得的成效和经验,并对下一步 工 作 做 出 规 划 和 设 想 ,提 高 企 业 的 技 术 创 新 能 力 。 关键词:TRIZ 理论;技术创新;方法
汽车室内的速度场和温度场,分析送风位置和 气流组织对人体舒适性的影响。谷正气[3]等对轿 车室内空气三维流场和温度场进行了数值模拟
研究,研究结果表明两侧与中央送风工况下送 风量大,采暖制冷的效果较好。目前,国内的一 些学者着重对空调送风的布置及送风通道进行 研究,而对最基本的送风参数详尽研究甚少。本
1.3 企业开展技术创新方法工作主要的方 法、步骤、措施
通过 TRIZ 理论的学习实践,仁皇药业建立 了 科学 的 管理 结 构,以 哑铃 型 布局(即 小 生 产、 大 科研 、大 销售 的布 局)打造 中 药 第 一品 牌,在 研 发、市 场网 络 建设、产品 市 场 销 售 、公 司 法 人 治理结构、公司内部管理机制、信息化管理建设 等方面成效显著,并初步形成产业平台、科研平 台 、营销 平 台、管 理 平台 和资 本 运 营 平 台 ,具 备 了现代化、高科技、高成长、国际化的企业特征。
取得保健品生产批号;苦参总碱注射液具有两 项国家发明专利;五味子项目是 2008 年立项的 开发项目,此项目在立题曾一度面临着巨大的 困难,但是面对具有巨大市场潜力的产品市场, 我们没有就此放弃,科研人员通过对 TRIZ 理论 的不断深入学习,充分运用了 TRIZ 创新原理中 的 39 个工程参数构成矛盾矩阵、40 个解决技术 矛盾的创新原理以及 11 个解决物理矛盾的分 离原理,终于创造性的找到了五味子现代中药 开发的新途径———中药 5 类新药总木脂素“五 味总脂安神软胶囊”的研制项目,目前已完成立 项审核,并突破了工艺中的两项难题。