军用方舱传热系数值的计算及优化研究

丁 华，李 晨，王海军

(1.江苏大学 汽车与交通工程学院， 江苏 镇江 212013； 2.苏州江南航天机电工业有限公司， 江苏 苏州 215300)

军用方舱是装载军事设备和人员并提供所需要的工作条件和环境防护的厢体，具有较高的机动性能。在执行任务期间，操作人员需要长时间在方舱的密闭环境中工作，方舱的保温性能影响操作人员的热舒适性，关系军事任务的执行效率；当舱外空气温度有强烈波动，要求舱壁能够减小舱内空气及内表面的温度波动；总的来说，提高舱体的保温特性显得尤为关键。传热系数值是衡量方舱等隔热厢体保温性能的重要参数，方舱的结构和材料都影响着传热系数值。

方舱的传热系数值大多采用实验[1]的方法测定，实验测定设备及程序复杂，耗时长且成本较高。随着计算传热学的发展，传热分析方面不断出现较成熟的商用仿真软件，相比实验的方法，仿真计算速度快，节约成本又提高效率。M.Schuster[2]借助CFD软件模拟了铁路车辆舱壁的热传递，介绍了数值方法对轨道车辆内部传热情况的预测，验证了仿真计算的适用性与高效率。罗继华等[3]通过空气焓值的变化来确定隔热壁传递的热量，并用ANSYS软件仿真分析了客车内空气温度随时间的变化规律，但是用空气焓值来确定传热量的准确性略显不足，且方舱实际结构比客车更为复杂，故不适宜借助空气焓值来求解方舱的传热量。熊华生[4]对动车组车厢各侧墙分别进行二维平壁隔热仿真研究，并分析冷桥部件对整车传热系数值的影响，但二维模型较三维模型相对单一，精确度略显不足。……