在我国首款大型民用飞机C919研制过程中,国家在安全性、经济性、舒适性和环保性四个方面对C919大型客机做出了要求。大型客机环控系统需要在各种飞行条件下控制座舱(包括驾驶舱和旅客舱)环境以保证旅客和机组人员的安全和舒适,座舱环境的指标包括空气压力、温度、湿度、气流速度和洁净度。每位乘客都有自己对舒适性的主观判断,我们无法做到使所有乘客感觉舒适,但是我们可以通过营造合适的座舱环境让大多数乘客舒适,同时采用个性化服务提升乘客满意率。飞机座舱环控系统中的主送风系统就是为了保证大多数乘客舒适而设计的,而喷嘴送风系统的设置可以由使用者个性化调节,能较好地满足不同人员个体对于送风的不同要求,从而能够进一步提高乘客对客舱环境的满意率。系统科学地研究喷嘴送风对坐姿乘客热舒适的影响,优化喷嘴送风参数,从而提高客舱环境热舒适性,满足不同乘客对热环境的要求,对于提高民用航空业的竞争力有深远意义。本研究以“大型客机座舱内空气环境控制的关键科学问题研究”项目(973计划项目)为依托,重点围绕喷嘴送风参数与座舱温度对乘客热舒适的耦合作用展开研究,以期能够优化喷嘴送风参数,使之能够最大限度的满足乘客的热舒适需求,并为我国飞机客舱喷嘴送风指标体系及其热环境评估提供科学依据。通过文献调研分析归纳了座舱环境的研究焦点和主要研究方法,并提出了飞机客舱环境个人送风研究中尚未解决的关键问题。通过对人与环境换热的理论分析,在常压常湿环境人体热平衡方程的基础上,将低压低湿对人与环境换热的影响纳入人体的热平衡方程。在此基础上,确定了本文的研究方法为实验测试与理论计算相结合,实验测试不仅包括了在实验模拟舱中开展流场测试和问卷调查,还包括在执飞航班中进行客舱环境参数测试和乘客热舒适问卷调查,并采用低压低湿条件下的换热理论对实验结果进行修正。运用信号处理中离散化数据采集原理,采用8Hz流场测试系统,对喷嘴不同送风温差、送风风量、送风方向下的温度场和速度场进行了测试,发现不超过10℃的喷嘴送风温差对乘客附近的温度场、速度场、湍流度场、频谱无显著影响。基于湍流射流理论,对喷嘴送风造成的局部温度场、速度场、湍流度场及频谱特征进行了系统地分析,建立了喷嘴送风流场计算模型,为CFD模型的验证提供了基础数据支撑。其次,在三排座客机模拟舱中,开展不同座舱温度、喷嘴风量、喷嘴送风方向、喷嘴开启程度、喷嘴送风温差、新风比组合下的人体热舒适实验,分析了对喷嘴送风响应较为敏感的主观热投票指标和局部部位,确定采用整体、头部、胸口热感觉和气流感作为评价座舱喷嘴送风热环境的主观投票指标。基于喷嘴送风实验数据,对现有非均匀热环境评价方法的适用性进行了分析,发现现有评价方法并不能满足飞机客舱喷嘴送风非均匀热环境的评价。通过引入机器学习的决策树算法,建立了飞机客舱热环境决策树评估模型,并采用执飞航班实测调研获得的257份问卷数据对决策树模型进行了验正,并利用该决策树模型对冬季座舱24℃乘客自主调节服装和喷嘴时的热感觉和气流感进行了案例分析,验证分析结果均表明该决策树模型预测效果较好。采用相关分析、层次分析和决策树分析三种方法对影响飞机客舱乘客热舒适的因素进行了遴选,获得了各因素对乘客热舒适影响的重要程度。结合喷嘴流场测试结果、执飞航班调研结果以及人体热舒适实验结果,对喷嘴送风主要影响参数提出了系统的优化建议。明确喷嘴送风温差≤10℃时对坐姿乘客热舒适不会造成显著影响,喷嘴送风方向宜保证对于乘客任何坐姿都能吹到上半身。由于喷嘴送风量相对于主送风系统的送风量而言很小,相应的喷嘴新风量也很小,所以喷嘴送风新风比并没有对乘客热舒适以及可感知空气品质产生显著影响。因此,从喷嘴送风温度和新风比的角度来看,喷嘴送风系统和主送风系统可以采用同一套送风系统,无需对喷嘴送风进行单独处理。以整体、头部、胸口热感觉和气流感均在-0.5~+0.5范围内为乘客热舒适标准,建立了冬夏季典型着装下的喷嘴风量-座舱温度耦合舒适区,该舒适区与决策树模型预测结果基本吻合,证明了前述决策树评价模型的准确性和适用性。采用低压低湿环境人与环境换热理论修正,基于等效换热推导出低压低湿条件下冬夏季典型着装下的喷嘴送风量-座舱温度耦合舒适区,为我国客机座舱喷嘴系统设计提供科学依据。此外,依据前述所得流场计算模型,可以获得喷嘴出口速度与座舱温度的耦合舒适区。