图2。8 三类边界条件

2。6。1 边界条件

第一类边界条件指的是物体边界上的温度为一个定值或者为一已知的温度函数 Tr =f（x） 的情况。由于本算例中灯丝作为热源是利用变截面上的热流密度实现的，外部壁面所使用的 混合边界条件，故本文的计算模型中不存在第一类边界条件，在这也就不再详细讨论第一类 边界条件了。论文网

在建立好的模型中，灯丝为整个模型的热源，灯丝作为热源的实现是通过在灯丝外表面 上设置热流密度来实现的，已知灯丝的额定功率为35W，面积约为 7 10-6m2 ，用额定功率除

以灯丝的表面积可得出热流密度约为 5106W /m2 ，在fluent中的边界条件设置中用Heat Flux设 定灯丝表面的热流密度实现车灯内部的热源设定。可以看出灯丝表面上的边界条件为第二类 边界条件

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车灯外部的环境介质没有进行建模，但是配光镜和反光镜的外表面还是会通过对流换热 方式向外界环境散热。配光镜和反光镜的外表面所接触的流体介质都为空气，故温度T为当地 气温 Ta ，对流系数为当地气温情况下空气的对流系数。车灯配光镜和反光镜外表面上的边界 条件可以看出是第三类边界条件。

2。6。2 初始条件

初始条件是指传热过程开始时物体在整个区域中所具有的已知温度值[21]，公式表示如下：

T  T  或 T  （x,y） (2。9)

t  0 t  0

式中， T0 为已知常数表示物体区域内部温度均匀分布；（x,y）表示物体内部区域温度随位置 变化。本算例中大部分区域内的初始温度都是当地气温，只有灯泡内部初始温度设定为灯泡 工作达到稳定状态下的内部温度。

在本文的温度分析中，车灯点亮之前处于稳定装填，各个部件的温度与当地气温达到平 衡状态，当车灯点亮，灯内温度变化，车灯内部腔体产生热对流，各个部件之间也开始热辐 射，车灯内部与外界开始换热，此时车灯的温度分布随时间变化而变化，这段时间内车灯内 部温度场属于瞬态情况，需要用瞬态来进行分析，这类非线性的温度变化，有限元分析软件 智能近似的反应车灯内部温度分布随时间的变化情况。当车灯内外热交换达到平衡后，温度 分布不再随时间而变化，此时的温度场为稳态温度场，本论文中我们主要分析的是车灯达到 热交换平衡后的稳态温度场。

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3 车灯温度场的分析

3。1 模型的建立

在分析车灯温度场之前，我们首先要做的是建立车灯的三维模型，为了满足车灯的配光 性能，其内部存在许多细微的结构，这些结构对于温度场的分析影响不大，我们在建立三维 模型是时刻忽略不计，主要体现为以半球面代替灯泡前部防止辐射过强损坏配光镜和反光镜 的涂层，灯泡主体和灯丝都用一定尺寸的圆柱体代替[22]，将配光镜及反光镜上的波文忽略视 为平面。在icem中建立的模型如图3。1所示。文献综述

图3。1 ICEM中建立的车灯模型

其中，lens-inner与lens-outer分别为配光镜的内外表面，reflector-outer为反光镜外表面， housing-inner，reflector-inner和socket-inner为反光镜内表面的三个部分，bulb-base为灯泡底座， bulb-inner与bulb-outer为灯泡壁的内外表面，filament为灯丝。我们可以在如图3。2的侧视图上 看出灯内各个部件的具体尺寸。