人體舒適
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人體舒適的視頻教程
無需幾何修復的快速CFD工具—建筑與暖通環境高效整體解決方案
水務等設計從業者；其他希望學習和使用通用CFD基礎理論及應用的人員 無需幾何修復的快速CFD工具—建筑與暖通環境高效整體解決方案（免費）【已結束】?直播時間：2021-04-15 19:30 課程大綱： 1.建筑與暖通、潔凈系統方案設計及CFD應用 -室外氣流速度分布、壓力分布、陣風效應評估、建筑物表面壓力分布等； -城市熱島效應 -工業區的污染物擴散 -室內氣流組織分布、溫度分布、人體舒適性評價指標等
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人體舒適的實例教程
在整車的產品開發過程中，熱舒適性作為重要的評價指標已經被越來越多的整車廠所重視。這一指標的存在可以更好的服務于空調系統設計開發過程。
影響人體熱舒適性的因素有多方面，對環境而言，除了空氣的溫度、濕度和流速外，還有環境對人體的平均輻射溫度；對人體而言，有人體的代謝產熱量和衣著熱阻。人在環境中的冷熱感覺是這六大因素對人體共同作用的結果。
熱舒適度評價標準
早期的熱舒適度標準，如預期平均投票數(PMV，Fanger 1970)、預測不滿意百分數(PPD，Fanger 1982)、當量均勻溫度(EHT，Wyon et al. 1989)、標準有效溫度(SET，Gagge 1986)和動態熱感知(DTS，Fiala et al. 2003)等均是基于環境的評價標準，而Berkeley舒適度模型（Zhang et al. 2009）是基于人體生理機能的熱舒適度評價標準，并考慮局部舒適度對整體熱舒適度的影響，更加適合艙體等氣流不均的密閉空間。
如何在空調系統的設計過程中借助仿真分析獲得人體熱舒適性的評價指標？進而作為空調系統好壞的評價標準。在此過程中既能完成出風口布局優化設計，也為車身隔熱設計獲得支撐數據；既考慮外界環境包括太陽光照射的影響，又考慮人體自身生熱影響；并評估空調系統在規定時間內將艙內溫度降到規定溫度的能力。本文將通過基于專業熱設計軟件TAITherm進行人體熱舒適性分析的案例對上述問題給出答案。
展開 四、數據量化分析體系
（一）靜態性能評價指標
（二）動態性能評價指標
（二）方案有效性驗證
選取 3 款市售可調節腰椎支撐座椅進行對比測試，將非人體測試結果與 100 人主觀評價數據進行相關性分析，結果顯示：壓力分布指標與主觀舒適度的相關系數 r=0.82（P＜0.01），動態響應指標相關系數 r=0.78（P＜0.01），證明該方案能有效反映人體主觀感受，可替代傳統人體測試。
六、未來技術拓展
多物理場耦合測試：引入熱仿真模塊，模擬冬季座椅加熱、夏季通風等功能對腰部支撐舒適性的影響，構建溫度 - 壓力 - 力學多物理場測試系統。
數字孿生應用：基于測試數據建立座椅舒適性數字孿生模型，實現虛擬環境下的支撐方案快速迭代，預計可將新座椅研發周期再縮短 40%。
智能測試系統：開發 AI 驅動的測試方案自動生成系統，根據座椅設計參數智能推薦測試工況，實現從 “被動測試” 向 “主動優化” 的技術跨越。
通過北京沃華慧通測控技術的深度賦能，非人體化舒適性測試方案打破了傳統測試的局限性，為汽車座椅行業提供了標準化、高效率、可復制的技術路徑，推動座椅舒適性從 “經驗設計” 邁向 “科學定義” 的新階段，為用戶帶來真正符合人體工程學的駕乘體驗。
展開 冬夏季座艙溫控是能耗大戶，因此新能源汽車在設計座艙熱管理系統時，必須均衡考慮座艙舒適性與續航里程。
基于人體熱舒適度的座艙熱管理方案設計
隨著用戶對座艙熱舒適性方面的要求日益提高，單純通過空調降溫、采暖過程中溫度變化對人體舒適度進行間接評價已經無法滿足開發需求，因此需要基于準確的人體生理模型和更直觀的熱舒適度評價標準，指導座艙熱管理系統開發。
熱舒適度建模
TAITherm綜合考慮如性別、胖瘦和膚色等人體生理特性，人體新陳代謝、血液流動、出汗、呼吸、運動量等生理機能，以及較完善的環境條件，基于改進Fiala生理模型分析人體體溫調節功能及整體熱感覺。
圖1 座艙內人體熱舒適性影響因素
熱舒適度評價標準
TAITherm采用Berkeley模型對人體整體和局部的熱感覺和熱舒適度進行評價，該方法被廣泛認為是更科學的人體熱舒適度研究方法。Berkeley評價模型等級設定如下圖所示，Sensation熱感知表示人感受到熱或冷的程度，Comfort熱舒適度表示人感覺好或壞的程度。
圖2 Berkeley舒適度模型評價指標
專業熱設計軟件TAITherm，基于詳細的生理模型提供人體熱舒適度分析方案，輸出PMV、PPD、DTS以及Berkeley等舒適度評價指標，為座艙熱管理系統設計開發提供依據。
應用案例
本節主要通過兩個案例展示基于人體舒適度評價對冬季采暖方案和車身隔熱方案設計進行優化。
案例一
基于人體熱舒適度對不同采暖方案效果和能耗進行評估，對混合采暖方案能量分配進行優化，在保證人體舒適度的前提下，降低座艙熱管理系統的功耗，緩解里程縮短。
展開 圖1
在圖2中是PMV是平均熱感覺指標我們可以根據等值圖以及以下指標表格（圖3）可以判斷出人體周圍整體感覺微暖。
圖2
圖3
流體仿真
流體仿真
下圖中可以看到其他人體舒適度相關的參數。
? 科學的人體熱舒適性評價
TAITherm的人體舒適度模塊允許用戶在仿真環境中設置虛擬假人，基于Fiala人體調節模型，考慮人體的典型生理結構，模擬人體自身生熱及其新陳代謝受外界環境的影響，并采用Berkeley熱舒適性模型即美國冷暖空調工程師協會標準，對假人的整體和身體各部位的局部熱感覺和人體舒適度水平進行評價，該方法被廣泛認為是人體熱舒適度科學研究方法。
? 適用于瞬態熱過程模擬
可以模擬熱分析對象在以分鐘、小時甚至以天為單位的長時間內的熱狀況，準確捕捉其在長時間內的熱特征，避免因為僅僅進行了穩態工況分析而造成的過設計或者欠設計情況的出現。
? 豐富的外部接口
TAITherm可導入Nastran等格式的網格模型，與Fluent、Star-CCM+、OpenFoam等CFD工具有直接接口，并與一維分析工具GT、Matlab、AMESim等工具有接口，實現1D-3D耦合下系統仿真，與三維結構分析工具ABAQUS有接口，可實現熱應力計算。
? COTHERM自動控制耦合流程
TAITherm與CFD工具耦合是在保證求解精度的情況下求解效率高的熱仿真分析方案。CFD工具的優勢在于流場計算，TAITherm則是國內外應用廣泛的熱分析工具，其特點是熱輻射和熱傳導求解準確、求解時間短，適用于穩態和瞬態工況的熱仿真，當仿真存在復雜流場的熱過程時則需要耦合CFD工具為其提供對流換熱邊界條件，COTHERM使耦合流程自動化，既解放了人力，同時可以提高電腦資源利用率，節省時間成本。
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設備通過 MIL-STD 跌落測試與 IP 防護認證，兼顧堅固耐用性與人體工學舒適度，適合長時間高強度現場作業。依托全球服務網絡，IPLEX One 始終維持任務就緒狀態，為復雜工業場景提供面向未來的智能化檢測解決方案。</p>
可調節腰椎支撐座椅舒適性非人體測試方案11個月前
通過北京沃華慧通測控技術的深度賦能，非人體化舒適性測試方案打破了傳統測試的局限性，為汽車座椅行業提供了標準化、高效率、可復制的技術路徑，推動座椅舒適性從 “經驗設計” 邁向 “科學定義” 的新階段，為用戶帶來真正符合人體工程學的駕乘體驗。
● scSTREAM：
此版本中提供了更新的 JOS-3 人體舒適模型選項的測試版。
ARM 架構將在計劃于 2024 年 12 月 19 日發布的版本中受支持。
● scPOST 中：
通過 scPOST 中的簡單控件減少 DEM 模擬中顯示的粒子數量。
流體仿真
人體舒適度一般包含平均輻射溫度（MRT）、操作溫度、預測平均熱感覺指標（PMV）、預測不滿意百分比（PPD）、通風量（DR）、拉伸溫度、空氣擴散性能指數（ADPI）、污染物去除效率（CRE）、局部空氣質量指數（LAQI）、流動角度。
接下來我們將引入一個醫院的隔離病房模型來進行人體舒適度的分析。
惡劣的天氣會影響人體的熱舒適性，導致中暑、皮膚損傷，甚至死亡。雖然已開發出各種主動熱管理系統，如空調等能源密集型產品，但其不方便便攜式使用。因此，開發被動式高性能熱管理紡織品尤為重要，它既能提高個人的熱舒適度，又能滿足節能減排的需求。
熱舒適模塊
TAITherm人體舒適度模塊采用改進的人體調節模型和熱舒適度評估方法，對人體舒適度進行全方面評價。
實現座艙局部送風、采暖設備優化選型，實現多種熱舒適營造方案優化分析，提升座艙舒適性。
配備物理假人交互參數輸入接口，替代主觀人體測試，為舒適性設計優化提供量化參考，加快產品迭代。
座艙熱管理與人體舒適度開發咨詢服務
乘用車內的人體熱舒適性直接影響乘客的體驗和安全。為了滿足熱舒適性需求，空調等熱舒適營造系統產生了大量能耗。該能耗占比不容忽視，進而導致了車輛的里程焦慮。經緯恒潤結合一三維耦合、假人測評、主觀測評等手段，采用豐富的舒適性評價指標，指導人體熱舒適性及系統能耗方案權衡設計與優化，幫助用戶制定高效、節能的智能座艙熱舒適方案。
采用我們行業領先的SIMULIA求解器，結合先進的人體舒適度建模技術，能準確地預測穩態、初始瞬態以及完整瞬態條件下的溫度感受和舒適度以及它們對電池續航里程的影響。
驗證電池和電子組件的熱管理，包括極端天氣條件下的狀況，優化電池布局或材料選擇。采用SIMULIA工具不僅可以節省電力，而且還可以延長電池的續航里程。
影響人體熱舒適性的因素主要包括環境因素和人的因素，其中環境因素主要包括：空氣溫度、平均輻射溫度、空氣流速、空氣相對溫度等。
來源 | Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
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背景介紹
傳統保持室內熱舒適的方法需要消耗大量的能量，據估計，全球有超過10%的能源用于維持人體熱舒適。
