汽车由曾经的奢侈品转变为普通消费品进入千家万户之后，人们对于汽车整体的功能配置也日趋多样化，逐渐开始重视起汽车的安全性、驾驶性和舒适性等各方面性能。在大力发展汽车技术的环境下，汽车室内的舒适性研究逐渐受到重视，提高汽车驾驶环境的舒适性成为各大车企的研究主题，关于轿车室内空调环境下的气流组织也成为了新的研究热点。
随着数值计算精度的高速发展，更好的区域适应性、更强的鲁棒性体现在多学科中，在研究轿车室内气流组织上运用CFD（Computational Fluid Dynamics）的数值模拟计算方法可以节省实验所需的大量设备和资源[1-3]。建立合适的数学物理模型，设置合理的边界条件及参数进行数值算法求解就可以得到较为直观、精度较高的仿真结果，并且可以与试验结果或理论结果相互验证，为以后进一步的研究提供指导意义。
1 车室物理模型的建立
1.1 车室模型的简化
需要建立三维车室模型和人体模型对轿车室内的空调环境进行数值模拟，但由于实际轿车的内部结构杂，若以具体车室模型作为计算域，后续对计算域进行离散处理会大大增加工作量，在前处理过程中表现为划分网格，过多的网格单元和节点会占用过多的计算资源，并且车室内的一些结构细节无法和整体的网格尺寸相适应，会导致网格整体的质量降低，影响计算求解。故需要对车室进行一定程度的简化，忽略对室内气流组织影响较小的结构特征，如门把手、档位杆、方向盘等零件。仪表台简化为直角梯形台，车顶与两侧车门分别为水平与垂直平面。
1.2 车室计算域的建立
利用三维建模软件CATIA对其进行几何建模，包括车体外围围护结构、人体模型、座椅、风口等。车室前排共三个送风口，其中中央送风口（20070）位于仪表台中间位置，两侧送风口（10070）位于两侧对称设置。前排副驾驶侧下方为回风口（200100）。车室流体计算域几何模型确定之后，对其进行六面体为主的混合网格划分，并对风口、人体模型和座椅进行面网格加密。共划分总网格数大约67万。
2 数学计算模型的建立
2.1 假设条件
将车室内的空间确定为计算域。计算域内的气流组织研究涉及到太阳辐射、人体传热、固壁辐射等气固耦合的传热问题。车室与外界环境之间，内部环境与乘员、座椅之间都存在不同程度的热传递，导致了其整个车室具有复杂热边界条件，为了简化计算问题，需要对目前的物理模型做一定的假设，具体如下：
（1）轿车室内空气流动为低速运动的不可压缩流动，符合Boussineqs假设。
（2）轿车室内空气为稳态湍流流动，车室内空气视为辐射透明介质[4]。
（3）除进、出风口轿车室内不与外界发生气体交换，气密性良好，不考虑车门车窗的漏风影响。
（4）近壁面处的流体运动规律符合单层壁面函数法的对数分布。