본 논문의 주목적은 에어컨 토출구의 작동 모드에 따라 차량 내 유동특성을 분석하고 쾌적성 평가 모델에 따른 쾌적성을 분석하여 쾌적성에 관한 연구의 기초자료로서의 활용도를 높이는 데에 있다. 본 연구에서는 DO (Discrete Ordinates) 모델을 적용하여 태양 복사에너지의 파장 특성을 고려한 경우와 파장 특성을 고려하지 않은 경우를 비교하고, 에어컨 토출구의 작동 모드에 따라 차량내 유동특성을 분석하였다. 복사에너지의 파장 특성을 고려한 경우 복사에너지가 차량내부로 더 깊이 조사 되었으며, 차량내부 온도도 더 높이 올라가는 경향을 나타내었다. 따라서 복사에너지의 파장특성은 정확한 차량내부 온도 예측을 위해서 고려되어야 한다. 또한, 차량내부의 유동특성을 분석하기 위해 여름철에 가장 많이 쓰이는 vent와 bi-level 모드를 적용하여 ...
본 논문의 주목적은 에어컨 토출구의 작동 모드에 따라 차량 내 유동특성을 분석하고 쾌적성 평가 모델에 따른 쾌적성을 분석하여 쾌적성에 관한 연구의 기초자료로서의 활용도를 높이는 데에 있다. 본 연구에서는 DO (Discrete Ordinates) 모델을 적용하여 태양 복사에너지의 파장 특성을 고려한 경우와 파장 특성을 고려하지 않은 경우를 비교하고, 에어컨 토출구의 작동 모드에 따라 차량내 유동특성을 분석하였다. 복사에너지의 파장 특성을 고려한 경우 복사에너지가 차량내부로 더 깊이 조사 되었으며, 차량내부 온도도 더 높이 올라가는 경향을 나타내었다. 따라서 복사에너지의 파장특성은 정확한 차량내부 온도 예측을 위해서 고려되어야 한다. 또한, 차량내부의 유동특성을 분석하기 위해 여름철에 가장 많이 쓰이는 vent와 bi-level 모드를 적용하여 수치해석을 수행하였다. Vent 모드의 경우 내부 하부의 정체된 유동장이 형성되며, bi-level 모드의 경우 차량내부 상부와 하부에 각 유동 순환영역이 형성되었다. Bi-level 모드의 경우 차량내부에 전체적인 순환 유동장이 형성되어 vent 모드에 비해 더 빨리 쾌적감을 느끼는 것으로 예측되었다. 열쾌적성의 경우 이전 연구자들이 가장 많이 사용한 EHT와 Fanger 모델을 이용하여 예측, 비교하였다. 인체 전체에 대한 열쾌적성은 두 모델 모두 유사한 결과를 보였다. Fanger 모델의 경우 본질적으로 차량내부의 국부온도를 고려하지 않기 때문에 인체의 국부쾌적성을 예측할 수 없다. 따라서 Fanger 모델의 단점을 보완하기 위하여, 국부 공기온도를 고려한 MFM01과 MFM02의 두 가지 수정모델을 제시하였다. MFM01은 국부 공기온도와 평균 착의량을 적용하였으며, MFM02는 국부 공기온도와 착의량을 적용하였다. 두 수정모델 모두 국부적으로 PMV값의 한계를 초과하였으나, EHT 모델과 유사한 경향을 보이는 것을 확인하였다. 따라서 전산유체해석 결과에 기초한 MFM01과 MFM02는 EHT 모델의 대안으로 적절하다고 사료된다.
본 논문의 주목적은 에어컨 토출구의 작동 모드에 따라 차량 내 유동특성을 분석하고 쾌적성 평가 모델에 따른 쾌적성을 분석하여 쾌적성에 관한 연구의 기초자료로서의 활용도를 높이는 데에 있다. 본 연구에서는 DO (Discrete Ordinates) 모델을 적용하여 태양 복사에너지의 파장 특성을 고려한 경우와 파장 특성을 고려하지 않은 경우를 비교하고, 에어컨 토출구의 작동 모드에 따라 차량내 유동특성을 분석하였다. 복사에너지의 파장 특성을 고려한 경우 복사에너지가 차량내부로 더 깊이 조사 되었으며, 차량내부 온도도 더 높이 올라가는 경향을 나타내었다. 따라서 복사에너지의 파장특성은 정확한 차량내부 온도 예측을 위해서 고려되어야 한다. 또한, 차량내부의 유동특성을 분석하기 위해 여름철에 가장 많이 쓰이는 vent와 bi-level 모드를 적용하여 수치해석을 수행하였다. Vent 모드의 경우 내부 하부의 정체된 유동장이 형성되며, bi-level 모드의 경우 차량내부 상부와 하부에 각 유동 순환영역이 형성되었다. Bi-level 모드의 경우 차량내부에 전체적인 순환 유동장이 형성되어 vent 모드에 비해 더 빨리 쾌적감을 느끼는 것으로 예측되었다. 열쾌적성의 경우 이전 연구자들이 가장 많이 사용한 EHT와 Fanger 모델을 이용하여 예측, 비교하였다. 인체 전체에 대한 열쾌적성은 두 모델 모두 유사한 결과를 보였다. Fanger 모델의 경우 본질적으로 차량내부의 국부온도를 고려하지 않기 때문에 인체의 국부쾌적성을 예측할 수 없다. 따라서 Fanger 모델의 단점을 보완하기 위하여, 국부 공기온도를 고려한 MFM01과 MFM02의 두 가지 수정모델을 제시하였다. MFM01은 국부 공기온도와 평균 착의량을 적용하였으며, MFM02는 국부 공기온도와 착의량을 적용하였다. 두 수정모델 모두 국부적으로 PMV값의 한계를 초과하였으나, EHT 모델과 유사한 경향을 보이는 것을 확인하였다. 따라서 전산유체해석 결과에 기초한 MFM01과 MFM02는 EHT 모델의 대안으로 적절하다고 사료된다.
The main objective of this thesis is to investigate numerically thermal comfort and thermal energy transport inside a passenger car compartment for different A/C (air conditioner) operation modes and compare the thermal comfort models. First, the present thesis uses DO (Discrete Ordinates) model for...
The main objective of this thesis is to investigate numerically thermal comfort and thermal energy transport inside a passenger car compartment for different A/C (air conditioner) operation modes and compare the thermal comfort models. First, the present thesis uses DO (Discrete Ordinates) model for radiation and considers spectral effects on the spatial temperature distribution in determining the solar loads. From numerical results, it is found that when considering spectral effect in radiation, higher cabin temperature is estimated and longer penetration of solar irradiation inside the cabin is predicted. It shows the spectral effect should be considered to predict the cabin temperature more accurately. Second, two different A/C operation modes are used for airflow characteristic in car compartment for summer season in which mostly vent mode and bi-level mode are adopted in the cabin for the current simulation. In the present numerical results, it is found that such stagnant flows are observed in the lower cabin area for the vent mode, whereas for the bi-level mode, recirculating behavior of air flows can be seen in the lower and upper cabin areas. It shows that the latter mode can reach neutral state more quickly in the cabin because of higher flow mixing. Third, EHT and Fanger models are used for thermal comfort, and they are compared each other together with CFD analysis. Even if the two models are showing similar results qualitatively, the original Fanger model fails to predict local comfortness in the cabin because it cannot consider intrinsically local temperature variation in the cabin. For resolving this problem, this study suggests two modified Fanger models, i.e., MFM01 and MFM02 models for taking account for the local effect of temperature variation. In fact, the MFM01 uses local air temperature and the area-weighted average of clothing insulation at each segment, whereas the MFM02 considers local air temperature and clothing insulation. From the comparison, it is concluded that both models slightly overpredict PMV compared to the EHT results, but they are able to predict the local variation of air temperature in the cabin. Moreover, as another alternative to the EHT model, the MFM01 and MFM02 would be useful in estimating the thermal comfortness in the cabin on the basis of CFD results.
The main objective of this thesis is to investigate numerically thermal comfort and thermal energy transport inside a passenger car compartment for different A/C (air conditioner) operation modes and compare the thermal comfort models. First, the present thesis uses DO (Discrete Ordinates) model for radiation and considers spectral effects on the spatial temperature distribution in determining the solar loads. From numerical results, it is found that when considering spectral effect in radiation, higher cabin temperature is estimated and longer penetration of solar irradiation inside the cabin is predicted. It shows the spectral effect should be considered to predict the cabin temperature more accurately. Second, two different A/C operation modes are used for airflow characteristic in car compartment for summer season in which mostly vent mode and bi-level mode are adopted in the cabin for the current simulation. In the present numerical results, it is found that such stagnant flows are observed in the lower cabin area for the vent mode, whereas for the bi-level mode, recirculating behavior of air flows can be seen in the lower and upper cabin areas. It shows that the latter mode can reach neutral state more quickly in the cabin because of higher flow mixing. Third, EHT and Fanger models are used for thermal comfort, and they are compared each other together with CFD analysis. Even if the two models are showing similar results qualitatively, the original Fanger model fails to predict local comfortness in the cabin because it cannot consider intrinsically local temperature variation in the cabin. For resolving this problem, this study suggests two modified Fanger models, i.e., MFM01 and MFM02 models for taking account for the local effect of temperature variation. In fact, the MFM01 uses local air temperature and the area-weighted average of clothing insulation at each segment, whereas the MFM02 considers local air temperature and clothing insulation. From the comparison, it is concluded that both models slightly overpredict PMV compared to the EHT results, but they are able to predict the local variation of air temperature in the cabin. Moreover, as another alternative to the EHT model, the MFM01 and MFM02 would be useful in estimating the thermal comfortness in the cabin on the basis of CFD results.
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