CN101957888B

CN101957888B - 用于对密封空间内的热舒适性进行数值评估的系统及方法

Info

Publication number: CN101957888B
Application number: CN201010226236.9A
Authority: CN
Inventors: 普尼特·蒂瓦里; 马杜苏丹拿·雷迪; 安德烈亚斯·威克
Original assignee: Airbus Operations GmbH; Airbus Group India Pvt Ltd
Current assignee: Airbus Operations GmbH; Airbus Group India Pvt Ltd
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-07-14
Also published as: EP2287758A1; CA2708847A1; JP2011023006A; US20110015908A1; US8407032B2; KR20110006643A; JP5563915B2; CN101957888A; CA2708847C

Abstract

本发明公开一种用于对密封空间内的热舒适性进行估定的系统及方法。在一实施例中，该方法包括在包括一个暖体假人的统一热环境中的校准密封空间进行数值分析，以取得所述暖体假人的各身体部分的表面传热系数(h_cal)。所述方法还包括在所述包括一个或以上的暖体假人的所述非统一热环境中的密封空间进行数值分析，以取得所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的总热通量(q”_T)。所述方法进一步包括利用所取得的有关h_cal、所取得的有关q”_T及所述身体部分的有关表面温度，以计算所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)。此外，所述方法包括根据各计算所得的t_eq，评估所述密封空间内的热舒适性。

Description

用于对密封空间内的热舒适性进行数值评估的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种数值模拟的系统及方法，特别是一种评估密封空间内的热舒适性的数值模拟的系统及方法。

背景技术

典型地，密封空间内的热环境，例如建筑物、车辆或飞行器的驾驶舱，在很大程度上取决于如速率、密封空间内的温度、穿过玻璃窗的太阳能辐照入射等等的参数。要估定密封空间内的热舒适性，必须要评估上述参数对占用者在密封空间内实际上感觉到的热感觉所造成的影响。传统上，热舒适性的估定是通过在国际标准组织(ISO)7730标准所概述的一种热舒适指标(predicted meanvote PMV)的方法来进行的。

然而，PMV方法的缺点是它一般在统一及单一的条件下适用，而且它十分取决于根据不同参数(例如速率、温度等等)得出的经验关系式。概括地说，在非统一热环境条件下(其由于空气速率、空气温度及墙壁温度之间的差异及太阳能辐照而一般存在于飞行器、车辆及类似物)使用PMV方法可能导致热舒适性估定的不正确预测。

另一种在ISO14505-2标准中所概述的根据等温(t_eq)的常用方法，是一种占用者身体的非蒸发性的(干的)热损失的效应的综合测量。所述等温(t_eq)是指一种虚构密封空间的温度，其平均辐射温度相等于空气静止的空气温度，在其中占用者通过对流及辐射所产生的热交换率与在真实情况下的相同。如ISO14505-2标准中所概述，一般是使用经验公式或通过实验来计算t_eq。然而，使用经验公式可能无法对密封空间内的占用者周围的物理参数的变化作出反应，并可能无法获得占用者身体的实际t_eq。而且，在实验上计算t_eq时需要使用暖体假人(例如用于重现占用者的热特性的人体模型娃娃)，而这方法可能经常受到成本、时间及密封空间内的实际条件的准确表象所限制。

发明内容

本发明公开一种用于对密封空间内的热舒适性进行数值评估的系统及方法。根据本发明的一个目的，是提供一种在计算装置中执行、用于对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的方法，其包括在根据一套特定的边界条件的统一热环境中，利用计算装置上的数值分析工具，对在包括一个暖体假人的统一热环境中的校准密封空间进行数值分析，以取得暖体假人的各身体部分的表面传热系数(h_cal)。

所述方法还包括在根据一套边界条件的非统一热环境中，利用数值分析工具，对在包括一个或以上的暖体假人的非统一热环境中的密封空间进行数值分析，以取得一个或以上的暖体假人的各身体部分的总热通量(q”_T)。而且，所述方法包括根据所取得的有关h_cal、所取得的有关q”_T及身体部分的有关表面温度，利用计算装置上的数值热舒适性分析模块，以计算在非统一热环境中一个或以上的暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)。再者，所述方法包括根据各身体部分的计算所得的t_eq，利用数值热舒适性分析模块，以评估密封空间内的热舒适性。

根据本发明的另一个目的，是提供一种包括具有指令存储介质的物件，当其被计算装置所执行时，会导致上述方法的执行。

根据本发明的再另一个目的，是提供一种用于对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的方法，其包括多个客户端设备、一计算机网络及一经所述计算机网络耦合到所述多个客户端设备的远程服务器。所述远程服务器包括一处理器及内存。所述内存包括数值分析工具及一数值热舒适性分析模块。其中一个所述客户端设备经所述计算机网络存取所述数值分析工具，并在应用一套特定的边界条件的统一热环境中，对在包括一个暖体假人的统一热环境中的校准密封空间进行数值分析，以取得暖体假人的各身体部分的表面传热系数(h_cal)。

其中一个所述客户端设备在应用一套边界条件的非统一热环境中，利用数值分析工具，对在包括一个或以上的暖体假人的非统一热环境中的密封空间进行数值分析，以取得一个或以上的暖体假人的各身体部分的总热通量(q”_T)。其后，所述处理器利用所取得的有关h_cal、所取得的有关q”_T及身体部分的有关表面温度，利用数值热舒适性分析模块，以计算在非统一热环境中一个或以上的暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)。加上，所述处理器利用数值热舒适性分析模块，根据各身体部分的计算所得的t_eq，根据各计算所得的t_eq，所述处理器利用所述数值热舒适性分析模块，以评估密封空间内的热舒适性，并在其中一个所述客户端设备的显示装置上输出所述评估的结果。

在此公开的方法、系统及设备为了达至不同的目的可以不同的手段实施，而其它特征将在如下的附图及具体实施例中作说明。

附图说明

不同的优选实施例根据附图说明如下，其中：

图1是根据本发明的一个实施例，显示一利用等温(t_eq)方法比较具有相同总干热损失的非统一热环境与统一热环境的原理图示。

图2是根据本发明的一个实施例，显示一包括一个暖体假人的校准密封空间的原理图。

图3是根据本发明的一个实施例，显示一包括多于一个的暖体假人的密封空间的原理图。

图4A及4B是利用分别具有及不具有太阳能负荷配置的密封空间，显示对密封空间内的热舒适性进行具示范性估定的图。

图5是根据本发明的一个实施例，显示对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的具示范性的方法的过程流程图。

图6是根据本发明的一个实施例，是一可以在其中实施任何在此公开的一个实施例的数据处理系统的图示系统视图。

上述附图的目的只为纯粹说明，而非以任何方式限定本发明公开的范围。

具体实施方式

本发明公开一种用于对密封空间内的热舒适性进行数值评估的系统及方法。在以下的本发明的实施例的详细说明中，参照构成本说明书一部分的附图，其中显示实施本发明的特定实施例。该实施例被充份详细说明，让所属领域的技术人员能实现本发明，并应理解为在未背离本发明的范围下其它实施例可以被使用及置换。因此，以下具体实施例是非限制性的，而本发明的范围只由随附的权利要求所定义。

在本说明书中，术语″校准密封空间″指应校准的密封空间。术语″统一热环境″及″单一的环境″在整份文件中可交换使用。而且，术语″非统一热环境″、″实际环境″及″非单一的环境″在整份说明书中可交换使用。而且，术语″计算机网络″及″网络″在整份说明书中可交换使用。此外，术语″总干热损失″及″总热通量″在整份说明书中可交换使用。

图1是根据本发明的一个实施例，显示一利用等温(t_eq)方法比较具有相同总干热损失的非统一热环境110与统一热环境120的原理图示100。所述非统一热环境110是一种受到不同参数如空气速率、密封空间内的温度及太阳能辐照所影响的密封空间内的实际环境。反之，所述统一热环境120是一虚构密封空间内的环境，其中的空气速率大约等于零(v_a≈0m/s)、密封空间内的温度保持恒定及不会接触太阳能辐照。

在所述t_eq方法中，假设从占用者的总干热损失(R+C)在所述非单一的热环境110及所述单一的热环境120中均相等。根据以下公式计算所述总干热损失为：

R + C = h_{r} \cdot (t_{s} - {\overset{&OverBar;}{t}}_{r}) + h_{c} \cdot (t_{s} - t_{a}),

其中，R是所述辐射热损失，C是所述对流热损失，t_a是所述环境空气温度(以℃/K为单位)，是所述统一热环境及所述非统一热环境的平均辐射温度(以℃/K为单位)，t_s是所述占用者的表面温度(例如根据人体体温调节系统为34℃)，h_c是所述对流传热系数(以W/m²℃为单位)，及h_r是所述轴射传热系数(以W/m²℃为单位)。

而且，等温(t_eq)被定义为所述统热环境120的一温度，其平均辐射温度与空气静止的所述环境空气温度相等，其中占用者通过对流及辐射所产生的热交换与在所述非统一热环境110中相同。因此，根据t_eq的定义，所述统一热环境120中的总干热损失的等式可以写成：

R+C＝h_r·(t_s-t_eq)+h_c·(t_s-t_eq)，

代入t_eq，利用上述等式，得到：

t_{eq} = \frac{h_{r} \cdot {\overset{&OverBar;}{t}}_{r} + h_{c} \cdot t_{a}}{h_{r} + h_{c}} = t_{s} - \frac{R + C}{h_{r} + h_{c}}

根据以上内容，本发明提供一种用于对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的方法。而且，一种用于对具有非单一的热环境的密封空间内的热舒适性进行评估的方法和系统在以下的实施例中被说明。

图2是根据本发明的一个实施例，显示一包括一个暖体假人220的校准密封空间210的原理图200。特别地，图2显示在统一热环境中(例如图1中的所述统一热环境120)包括所述暖体假人220的所述校准密封空间210。在一个实施例中，通过产生多个信元，其中每一个信元包括多个结点，从而形成一适用于包括所述暖体假人220的所述校准密封空间210的计算网格。例如，所述计算网格可以是二维的计算网格或三维的计算网格。而且，该二维/三维计算网格的类型可以是结构化的、非结构化的或混合的。应了解的是所述混合的计算网格是一结构化的计算网格及非结构化的计算网格的组合。

所述校准室210内的所述暖体假人220是一为了重现占用者的热特征而形成的人体模型娃娃。所述暖体假入220被大体上分开成不同身体部分并立即在所述校准密封空间210内重组。在一个实施例中，把所述暖体假人220分开成不同身体部分是根据一期望的热舒适性分辨率来进行的。所述暖体假人220的示范性身体部分可以包括左下臂、右下臂、左上臂、右上臂、左小腿、右小腿、左大腿、右大腿、胸部、面部、左足、右足、左手及右手。

在一些实施例中，在所述计算网格上进行数值分析，以取得所述校准密封空间210中各信元的流体流动和传热参数。在这些实施例中，在根据一套特定的边界条件的所述统一热环境中进行所述数值分析。定义所述一套特定的边界条件的示范性参数包括速率进口参数、暖体假人身体表面参数、密封空间墙壁参数、暖体假人服装参数及出口参数。

所述速率进口参数可以包括进口速率(例如参考数字230)、进口流动温度、及湍流参数(例如湍流强度、湍流粘度比等)。所述暖体假人身体表面参数可以是一暖体假人身体表面温度。所述密封空间墙壁参数可以包括墙壁温度，及墙壁表面及物料性质。所述暖体假人服装参数可以包括服装的厚度及布料的导热性。所述出口参数可以包括出口压力(例如参考数字240)、回流总温度、及回流湍流参数(例如回流湍流强度、回流湍流粘度比等)。

而且，根据各有关信元的所取得的流体流动及传热参数，计算所述暖体假人220各身体部分的表面传热系数(h_cal)。在一个实施例中，根据以下公式计算各身体部分的h_cal：

h_{cal} = \frac{q_{T, cal}^{''}}{t_{s} - t_{a}},

其中，q″_T，cal是所述统一热环境中所述暖体假人220各身体部分的总干热损失，t_s是所述统一热环境中所述暖体假人220的表面温度，及t_a是所述校准密封空间210内的所述环境空气温度。然后，利用所述校准密封空间210内的所述暖体假人220各身体部分的h_cal，计算在非统一热环境中(例如热舒适性被估定的环境)一个或以上的暖体假人(例如图3中的所述暖体假人320及330)各身体部分的等温(t_eq)。

图3是根据本发明的一个实施例，显示一包括多于一个的暖体假人320及330的密封空间310的原理图300。特别地，图3显示在非统一热环境中(例如图1中的所述非统一热环境110)包括所述暖体假人320及330的所述密封空间310。例如，所述密封空间310可以是一接触非统一/实际环境条件的实际密封空间，例如飞行器、车辆(例如汽车、火车等)、或建筑物。在一个实施例中，通过产生多个信元，其中每一个信元包括多个结点，从而形成一适用于包括所述暖体假人320及330的所述校准密封空间310的计算网格。例如，所述计算网格可以是二维的计算网格或三维的计算网格。所述二维/三维计算网格的类型可以是结构化的、非结构化的或混合的。应了解的是所述混合的计算网格是一结构化的计算网格及非结构化的计算网格的组合。

而且，所述密封空间310内的所述暖体假人320及330被大体上分开成不同身体部分并立即在所述密封空间310内重组。在一个实施例中，把所述暖体假人320及330分开成不同身体部分是根据一期望的热舒适性分辨率来进行的。所述暖体假人320及330的示范性身体部分可以包括左下臂、右下臂、左上臂、右上臂、左小腿、右小腿、左大腿、右大腿、胸部、面部、左足、右足、左手及右手。应了解的是所述暖体假人320及330是图2中的所述暖体假人220的示范性实施例。

在一些实施例中，在所述计算网格上进行数值分析，以取得所述校准密封空间310中各信元的流体流动和传热参数。在这些实施例中，在根据一套边界条件的所述非统一热环境中进行所述数值分析。定义所述一套边界条件的示范性参数包括速率进口参数、暖体假人身体表面参数、密封空间墙壁参数、半透明墙壁参数(如果半透明墙壁在所述密封空间310中出现)、暖体假人服装参数及出口参数。

所述速率进口参数可以包括进口速率，进口流动温度、及湍流参数(例如湍流强度、湍流粘度比等)。所述暖体假人身体表面参数可以是一暖体假人身体表面温度。所述密封空间墙壁参数可以包括一墙壁温度，及墙壁表面及物料性质。所述半透明墙壁参数可以包括半透明墙壁温度、墙壁的辐射性质、太阳能通量入射的方向和量值。所述暖体假人服装参数可以包括服装的厚度及布料的导热性。所述出口参数可以包括出口压力、回流总温度、及回流湍流参数(例如回流湍流强度、回流湍流粘度比等)。

而且，根据在所述非统一热环境中各有关信元所取得的流体流动及传热参数，计算所述暖体假人320及330各身体部分的总热通量(q”_T)。在一个实施例中，根据以下公式计算所述暖体假人320及330各身体部分的总热通量(q”_T)：

q″_T＝h_f(t_w-t_f)+q_rad，

其中，h_f是所述流体侧面局部传热系数，t_w是所述墙壁表面温度，t_f是所述局部流体温度，及q_rad是所述辐射热通量。

然后，利用所取得的有关h_cal及所取得的有关q”_T计算在所述非统一热环境中所述暖体假人320及330各身体部分的t_eq。在一个实施例中，根据以下公式计算所述暖体假人320及330各身体部分的t_eq：

t_{eq} = t_{s} - \frac{q_{T}^{''}}{h_{cal}},

其中，t_s是所述身体部分的有关表面温度。

再者，根据各计算所得的t_eq评估对具有所述非统一热环境的密封空间310内的热舒适性。在一个具示范性的实施例中，利用计算所得的各身体部分的t_eq及一热舒适性图，以评估所述密封空间310的热舒适性。所述热舒适性图可以根据国际标准(ISO 14505-2)或密封空间310的类型(例如飞行器、建筑物、车辆及其类似物)。此外，利用图4A及4B中所述热舒适性图对所述密封空间310内的热舒适性的评估作更详细的讨论。

图4A及4B利用分别具有及不具有太阳能负荷配置的所述密封空间310，显示对所述密封空间内310的热舒适性进行具示范性估定的图。应了解的是利用有关各身体部分的舒适区水平的t_eq限值形成所述热舒适性图400及450。

特别地，图4A显示当所述密封空间310接触太阳能辐照时(例如太阳能负荷)的热舒适性评估。如图中所示，在所述热舒适性图400中比较计算所得的各身体部分的t_eq及定义有关身体部分的t_eq限值。在图4A中可见，身体部分、右上臂、右小腿、胸部、右足及左手在舒适区以外。如图中所示，右上臂、右小腿、胸部及右足的t_eq在过暖区以上而左手的t_eq则在过冷区以下。

图4B显示当所述密封空间310没有接触太阳能辐照时(例如没有太阳能负荷)的热舒适性评估。如图中所示，在所述热舒适性图450中比较计算所得的各身体部分的t_eq及定义有关身体部分的t_eq限值。在图4B中可见，除了左上臂及右足的计算所得的t_eq外，所述暖体假人320及330的所有身体部分的计算所得的t_eq均在舒适区之内。如图中所示，左上臂的t_eq在过冷区之下而右足的t_eq则在过暖区之上。在所述技术领域的技术人员会发现所述热舒适性图400及450提供占用者在一密封空间内的热状态的清晰表示，并能够有效使用以估定所述密封空间310内的热舒适性。

图5是根据本发明的一个实施例，显示对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的具示范性的方法的过程流程图500。在工序510中，在包括一个暖体假人的统一热环境中的校准密封空间进行数值分析，以取得所述暖体假人的各身体部分的表面转热系数(h_cal)。在一个实施例中，利用数值分析工具在根据一套特定的边界条件的所述统一热环境中进行数值分析。

在工序520中，在包括一个或以上的暖体假人的所述非统一热环境中的密封空间(例如建筑物、飞行器、车辆等)进行数值分析，以取得所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的总热通量(q”_T)。在一个实施例中，利用所述数值分析工具在根据一套边界条件的所述非统一热环境中进行数值分析。

在工序530中，计算在所述非统一热环境中所述一个或以上暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)(例如利用一数值热舒适性分析模块)。在一些实施例中，根据所取得的有关h_cal、所取得的有关q”_T及所述身体部分的有关表面温度计算t_eq。在工序540中，根据各计算所得的t_eq评估所述密封空间内的热舒适性(例如利用所述数值热舒适性分析模块)。

图6是根据本发明的一个实施例，是一可以在其中实施任何在此公开的一个实施例的数据处理系统的图示系统视图600。特别地，图6中的所述图示系统视图600显示一远程服务器602，其包括一处理器604及内存606、多个客户端设备608及一计算机网络610。所述图示系统视图600还显示主存612、静态内存614、总线616、视频显示器618、一字母数字输入装置620、一光标控制装置622、一驱动装置624、一信号产生装置626、一网络界面装置628、一机器可读介质630、数值分析工具632(例如网格生成器及有限体积求解器)及一数值热舒适性分析模块634。

所述图示系统视图600可以显示进行在此公开的一个或以上的工序的一计算装置及/或一数据处理系统。所述远程服务器602可以是一经所述计算机网络610耦合到所述客户端设备608的服务器。所述远程服务器602可以经所述计算机网络610提供存取予所述数值分析工具632及所述数值热舒适性分析模块634至所述客户端设备608。所述处理器604可以是一微处理器、一状态机、一应用程序专用集成电路、一现场可编程门阵列等。

所述内存606可以是一被临时配置以存储一套与数值分析工具632及数值热舒适性分析模块634有关的指令的非挥发性的内存。所述客户端设备608可以是经所述计算机网络610耦合到所述远程服务器602的多个计算机装置，其用于评估对具有非统一热环境的密封空间(例如图3中的密封空间310)内的热舒适性。所述主存612可以是动态随机存贮器及/或主存贮器。所述静态存储器614可以是一硬盘机、一闪存硬盘、及/或其它与数据处理系统有关的内存。

所述总线616可以是不同电路及/或数据处理系统的结构之间的互连。所述视频显示器618可以在所述数据处理系统上提供讯息的图示。所述字母数字输入装置620可以是一小键盘、键盘及/或任何其它文字输入装置。所述光标控制装置622可以是一种例如鼠标的指点装置。所述驱动装置624可以是一种硬盘机、一存储系统、及/或其它较长期的存贮子系统。

所述信号产生装置626可以是一基本输入/输出系统(BIOS)及/或一数据处理系统的功能性操作系统。所述网络界面装置628可以执行所述多个客户端设备608及所述远程服务器602之间往来网络610的通讯所需的界面功能(例如代码转换、协议转换、及/或缓冲)。所述机器可读介质630可以提供一些执行在此公开的任一方法的指令(例如与所述数值分析工具632及所述数值热舒适性分析模块634有关)。所述数值分析工具632及所述数值热舒适性分析模块634可以提供源代码及/或数据代码予所述处理器604以允许在此公开的任何一个或以上的工序。

例如，一存储介质(例如所述机器可读介质630)具有指令，当其被一计算平台(例如所述处理器604)所执行时，会导致执行对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的方法(例如图3中的所述密封空间310)。所述方法在包括一个暖体假人(例如图2中的所述暖体假人220)的统一热环境中的校准密封空间(例如图2中的所述密封空间210)利用所述数值分析工具632进行数值分析，以取得所述暖体假人的各身体部分的表面传热系数(h_cal)。在一个实施例中，所述暖体假人可以根据一期望的热舒适性分辨率包括分开的身体部分。所述方法还包括在包括一个或以上的暖体假人(例如图3中的所述暖体假人320及330)的所述非统一热环境中的密封空间利用所述数值分析工具632进行数值分析，以取得所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的总热通量(q”_T)。所述方法进一步包括根据所取得的有关h_cal、所取得的有关q”_T及所述身体部分的有关表面温度，利用所述数值热舒适性分析模块634，计算在所述非统一热环境中所述一个或以上暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)。再者，所述方法包括根据各计算所得的t_eq利用所述数值热舒适性分析模块634评估在所述密封空间内的热舒适性。

为了在所述校准密封空间进行所述数值分析，在一个实施例中，所述存储介质630可以具有指令，利用所述数值分析工具632，产生一在所述非统一热环境中所述一个暖体假人的所述校准密封空间的计算网格(例如二维或三维)。例如，所述计算网格可以包括多个信元及各信元包括多个结点。

而且，所述存储介质630可以具有指令，在根据一套特定的边界条件的所述统一热环境中，利用所述数值分析工具632，在所产生的计算网格上进行数值分析，以取得每个信元的流体流动及传热参数。所述存储介质630亦可以具有指令，根据计算所得的每个有关信元的流体流动及传热参数，利用所述数值分析工具632，计算各身体部分的h_cal。

而且，对于在所述密封空间进行所述数值分析，所述存储介质630可以具有指令利用所述数值分析工具632，以产生在包括所述一个或以上的暖体假人的所述非统一热环境中的所述密封空间的计算网格。例如，所述计算网格可以包括多个信元及各信元包括多个结点。

所述存储介质630可以具有指令，在根据一套边界条件的所述非统一热环境中，利用所述数值分析工具632在所产生的计算网格上进行数值分析，以取得每个信元的流体流动及传热参数。而且，所述存储介质630可以具有指令，根据每个在所述非统一热环境的每个有关信元所取得的流体流动及传热参数，利用所述数值分析工具632，计算一个或以上的所述暖体假人的各身体部分的q”_T。

根据上述的多个实施例，其中一个所述客户端设备608经计算机网络610存取所述数值分析工具632。而且，其中一个所述客户端设备608在包括所述一个暖体假人的所述统一热环境中的所述校准密封空间，利用所述数值分析工具632进行所述数值分析。然后，其中一个所述客户端设备608在包括所述一个或以上的暖体假人的所述非统一热环境中的所述密封空间，利用所述数值分析工具632进行所述数值分析，以取得所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的q”_T。

所述处理器604其后利用所取得的有关h_cal、所取得的有关q”_T及所述身体部分的有关表面温度，利用所述数值热舒适性分析模块634，计算所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的t_eq。根据各计算所得的t_eq，所述处理器604利用所述数值热舒适性分析模块634，以评估所述密封空间内的热舒适性。所述处理器604其后在其中一个所述客户端设备608的显示装置上(例如视频显示器618)显示热舒适性的评估结果。

在一个具示范性的实施例中，利用上述系统及方法在具有非统一热环境的飞行器驾驶舱中进行热舒适性估定。对于在飞行器的驾驶舱内的热舒适性进行数值评估，其中一个所述客户端设备608利用所述数值分析工具632产生在统一热环境中包括一个暖体假人的校准密封空间(例如图2中的所述校准密封空间210)的计算网格。然后，其中一个所述客户端设备608利用所述数值分析工具632在所产生的计算网格上进行数值分析，以取得所述计算网格的各信元的流体流动及传热参数。根据所取得的流体流动和传热参数，所述处理器604计算所述暖体假人各身体部分的h_cal。

接着，其中一个所述客户端设备608利用所述数值分析工具632产生一具有相似的暖体假人(例如飞行员)的飞行器驾驶舱的计算网格。在一个实施例中，当产生计算网格时需要考虑以下各项：

·表面网格在区域如进口、尖头、角落、控制器及其类似物上是足够精细的。

·在所有表面产生边界层以捕捉正确的Y⁺值(例如一适用于受到墙壁所束缚的流动的无维墙壁距离)。

·体积网格在进口喷射的区域中是精细的。

然后，其中一个所述客户端设备608利用数值分析工具632在驾驶舱中进行数值分析，以取得驾驶舱的各信元的流体流动及传热参数。在一个实施例中，所述数值分析工具632利用一套适用于驾驶舱的边界条件在驾驶舱上进行所述数值分析。而且，根据取得的流体流动及传热参数，所述处理器604利用所述数值分析工具632计算所述暖体假人各身体部分的q”_T。

随后，所述处理器604根据所取得的有关h_cal、所取得的有关q”_T及身体部分的有关表面温度，利用所述数值热舒适性分析模块634计算所述暖体假人的各身体部分的t_eq。然后，所述处理器604根据各计算所得的t_eq利用所述数值热舒适性分析模块634评估驾驶舱内的热舒适性。评估结果随后显示予其中一个所述客户端设备608的用户。

在不同的实施例中，上述技术方案已被建筑物数值解证实为有效以评估不同环境条件下在不同种类的密封空间中的热舒适性。上述技术可以适当地感应不同物理条件的变化。而且，上述技术是利用数值解作完全进行以减少对实验及其类似物的倚赖。这样帮助加快发展循环及减少成本，而没有影响密封空间内测定热舒适性的准确性。另外，上述技术通过考虑与占用者身体一起的特别变化来评估热舒适性，以说明各身体部分的流体和热条件的变化。

虽然，上述实施例说明就数值分析工具以产生计算网格及在密封空间上进行数值分析，可以想象的是，可以利用网格产生工具(例如)分开产生计算网格及利用任何数值分析工具(例如)分开进行数值分析。

此外，应了解的是在此公开的不同工序、过程、及方法可能包含在一机器可读介质及/或一与数据处理系统兼容的机器可存取介质内，及可能以任何次序进行(例如包括利用一些装置完成不同工序)。相应地，本说明书及附图只为纯粹例证而非限制性的。

Claims

1.一种在计算装置中执行、用于对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的方法，包括：

在包括一个暖体假人的统一热环境中的校准密封空间进行数值分析以取得所述暖体假人的各身体部分的表面传热系数(h_cal)，所述统一热环境是根据一套特定的边界条件限定的；

在包括一个或以上的暖体假人的所述非统一热环境中的密封空间进行数值分析以取得所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的总热通量(q”_T)，所述非统一热环境是根据一套边界条件限定的；

根据所取得的有关各身体部分的表面传热系数(h_cal)、所取得的有关各身体部分的总热通量(q”_T)及各身体部分的有关表面温度，计算在所述非统一热环境中一个或以上的暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)；及

根据各计算所得的身体部分的等温，利用数值热舒适性分析模块，对所述密封空间内的热舒适性进行评估，其中，定义适用于统一热环境及非统一热环境的一套边界条件的参数，选自包括速率进口参数、暖体假人身体表面参数、密封空间墙壁参数、半透明墙壁参数、暖体假人服装参数及出口参数的群组。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在包括所述一个暖体假人在根据所述一套特定的边界条件的所述统一热环境中的所述校准密封空间进行所述数值分析，包括：

利用所述计算装置上的数值分析工具，产生在包括所述一个暖体假人在所述统一热环境中的所述校准密封空间的一计算网格，其中所述计算网格包括多个信元及每一个信元包括多个结点，其中所述暖体假人根据一期望的热舒适性分辨率包括分开的身体部分；

根据所述特定的边界条件的所述统一热环境，利用所述数值分析工具在所产生的计算网格上进行数值分析，以取得各信元的流体流动和传热参数；及

根据所取得的每一个有关信元的流体流动及传热参数，利用所述数值分析工具，计算各身体部分的表面传热系数(h_cal)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在包括所述一个或以上的暖体假人在根据适用于所述非统一热环境的所述一套边界条件的所述非统一热环境中的所述密封空间进行所述数值分析，包括：

利用所述数值分析工具，产生在包括所述一个或以上暖体假人在所述非统一热环境中的所述密封空间的一计算网格，其中所述计算网格包括多个信元及每一个信元包括多个结点；

在根据所述一套边界条件的所述非统一热环境中，利用所述数值分析工具在所产生的计算网格上进行数值分析，以取得各信元的流体流动和传热参数；及

根据在所述非统一热环境中所取得的每一个有关信元的流体流动及传热参数，利用所述数值分析工具，计算所述一个或以上暖体假人的各身体部分的总热通量(q”T)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中计算在所述非统一热环境中所述一个或以上暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)，包括：

根据所取得的有关身体部分的表面传热系数、所取得的有关身体部分的总热通量及所述身体部分的有关表面温度，利用所述计算装置上的一数值热舒适性分析模块，计算在所述非统一热环境中一个或以上的暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述密封空间选自包括建筑物、车辆、及飞行器的群组。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述速率进口参数选自包括进口速率、进口流动温度、及湍流参数的群组。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述出口参数选自包括出口压力、回流总温度、及回流湍流参数的群组。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述密封空间墙壁参数包括一墙壁温度、及墙壁表面及物料性质。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述半透明墙壁参数选自包括半透明墙壁温度、墙壁的辐射性质、及太阳能通量入射的方向和量值的群组。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述暖体假人身体表面参数是一暖体假人身体表面温度。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述暖体假人服装参数选自包括服装的厚度及布料的导热性的群组。

12.根据权利要求4所述的方法，其中所述计算网格选自包括二维的计算网格及三维的计算网格的群组。

13.根据权利要求4所述的方法，其中所述计算网格选自包括结构化的、非结构化的及混合的群组。

14.一种用于对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的系统，包括：

用于在包括一个暖体假人的统一热环境中的校准密封空间使用数值分析工具进行数值分析，以取得所述暖体假人的各身体部分的表面传热系数(h_cal)的装置，所述统一热环境是应用一套特定的边界条件确定的；

用于在包括一个或以上的暖体假人的非统一热环境中的密封空间使用数值分析工具进一步进行数值分析，以取得所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的总热通量(q”_T)的装置，所述非统一热环境是应用一套边界条件确定的；

用于利用所取得的有关表面传热系数、所取得的有关总热通量及所述身体部分的有关表面温度，利用数值热舒适性分析模块，以计算在所述非统一热环境中一个或以上的暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)的装置；

用于根据各计算所得的等温，利用所述数值热舒适性分析模块，以评估所述密封空间内的热舒适性的装置；

用于在显示装置上输出所述评估的结果的装置。

15.根据权利要求14所述的系统，其中在包括所述一个暖体假人在根据所述一套特定的边界条件的所述统一热环境中的所述校准密封空间进行所述数值分析，包括：

利用所述数值分析工具，产生在包括所述一个暖体假人的所述统一热环境中的所述校准密封空间的一计算网格，其中所述计算网格包括多个信元及每一个信元包括多个结点，其中所述暖体假人根据一期望的热舒适性分辨率包括分开的身体部分；

在根据所述一套特定的边界条件的所述统一热环境中，利用所述数值分析工具在所产生的计算网格上进行数值分析，以取得各信元的流体流动和传热参数；及

16.根据权利要求14所述的系统，其中在包括所述一个或以上的暖体假人在根据适用于所述非统一热环境的所述一套边界条件的所述非统一热环境中的密封空间进行所述数值分析，包括：

利用所述数值分析工具，产生在包括所述一个或以上暖体假人的所述非统一热环境中的所述密封空间的一计算网格，其中所述计算网格包括多个信元及每一个信元包括多个结点；

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述密封空间选自包括建筑物、车辆及飞行器的群组。

18.一种在计算装置中执行、用于对具有非统一热环境的密封空间内的热舒适性进行数值评估的方法，包括：

在包括一个暖体假人的统一热环境中的校准密封空间上进行数值分析，所述统一热环境是根据一套特定的边界条件限定的，利用所述计算装置上的数值分析工具，以取得所述暖体假人的各身体部分的表面传热系数(h_cal)；

在包括一个或以上的暖体假人的所述非统一热环境中的密封空间进行数值分析，所述非统一热环境是根据一套边界条件限定的，利用所述数值分析工具，以取得所述一个或以上的暖体假人的各身体部分的总热通量(q”_T)；

根据所取得的有关身体部分的表面传热系数、所取得的有关身体部分的总热通量及所述身体部分的有关表面温度，利用所述计算装置上的一数值热舒适性分析模块，以计算在所述非统一热环境中一个或以上的暖体假人的各身体部分的等温(t_eq)；及

根据各计算所得的身体部分的等温，利用数值热舒适性分析模块，对所述密封空间内的热舒适性进行评估，

利用数值热舒适性分析模块，对一热舒适性图中各计算所得的身体部分的等温比较，以评估所述密封空间内的热舒适性，其中利用与各身体部分的舒适区水平有关的身体部分的等温限值形成所述热舒适性图。

19.根据权利要求18所述的方法，其中在包括所述一个暖体假人在根据所述一套特定的边界条件的所述统一热环境中的所述校准密封空间进行所述数值分析，包括：

利用所述计算装置上的所述数值分析工具，产生在包括所述一个暖体假人的所述统一热环境中所述校准密封空间的一计算网格，其中所述计算网格包括多个信元及每一个信元包括多个结点，其中所述暖体假人根据一期望的热舒适性分辨率包括分开的身体部分；

在根据所述特定的边界条件的所述统一热环境中，利用所述数值分析工具在所产生的计算网格上进行数值分析，以取得各信元的流体流动和传热参数；及

20.根据权利要求18所述的方法，其中在包括所述一个或以上的暖体假人在根据适用于所述非统一热环境的所述一套边界条件的所述非统一热环境中的密封空间进行所述数值分析，包括：

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述热舒适性图是根据国际标准所限定或密封空间的类型所限定。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述密封空间的类型选自包括建筑物、车辆、及飞行器的群组。