概要：本文将深入探讨三工具耦合仿真流程在汽车座舱能量分析与人体热舒适性评估中的实践应用。汽车座舱作为动态系统，要满足座舱及暖通空调（HVAC）系统分析的行业标准，需全面解析车辆热状态、控制系统响应及乘员热状态三大核心维度。
核心技术要求：
座舱局部温度预测精度需控制在 ±2-3 ℃范围内
能够基于行驶循环中的车辆动态状态，建立系统性能模型
可精准提取能耗数据（含暖通空调负荷、座舱热量分布等关键指标）
具备乘员舒适性量化预测能力
要达成上述要求，必须采用耦合式多物理场仿真方法。因此，高保真三工具耦合流程已逐渐成为高精度、瞬态座舱仿真的行业主流方案。
座舱系统的三工具耦合机制
用于预测座舱模拟的三工具耦合仿真工作流程是将 TAITherm、Fluent、GT-SUITE进行耦合。其中：
需要说明的是，CoTherm 作为一款工作流程自动化工具，其灵活性可支持根据不同应用场景，在各工具间实现多样化的数据交互。正因如此，客户往往会根据自身需求对仿真流程进行定制化调整。例如，可按需在各工具间交换湿度数据。此外，还可利用 CFD 求解HVAC的内部流场，进而由 CFD预测各通风口的局部流量与温度。在该应用场景下，GT需向 CFD 传递换热器的传热速率。
为追求极致仿真精度，三工具耦合流程推荐采用全瞬态耦合方案。在该方案中，三个求解器均以瞬态模式运行，随着时间步长推进，CoTherm 会按照预定义的时间间隔，有序完成三个工具间的数据同步与交互。
CoTherm 的灵活性再次为耦合方案的定制化提供了诸多可能性。在某些应用中，可以采用创新的耦合方法来优化计算时间和精度之间的传统平衡关系。
精确的热状态预测是保障人体热舒适性评估与能量管理计算可靠性的核心前提。为此，三工具耦合方法已通过多场景、大范围的严格验证，在各类测试条件下均展现出稳定的温度预测精度：
典型应用场景
场景一：车窗除雾优化
冷启动工况下，空气再循环虽能加快座舱升温、提升乘员舒适性，但乘员散发的湿气易引发车窗起雾。因此，车辆暖通空调系统设计需重点平衡除雾效果与乘员舒适性、升温效率三者关系。
三工具耦合仿真流程可高精度预测玻璃表面与乘员体表的局部温度分布，通过动画直观呈现特定暖通空调参数下座舱内玻璃表面的除雾进程（白色区域代表结露/起雾）。基于仿真结果优化暖通空调控制器响应策略：
场景二：能量分析
借助 TAITherm 构建的高保真座舱仿真流程，能够无缝提取座舱及整车的能量分析数据。通过对座舱表面开展能量平衡计算，可量化太阳辐射、对流等各类传热模式向座舱的能量分布占比；同时，也能对整车固体部件进行整体能量平衡分析，从而精准核算车辆热能的总变化量。
参考资料：Deniz Hinz, PH.D《Boost Cabin Comfort & Efficiency with a 3-Tool Simulation Workflow》
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