高速列车隧道通过对车内流场影响研究

列车高速过隧道时诱发的压力波通过新风口传入车内,给旅客乘车舒适性带来严重影响。为验证高速列车隧道通过时空调系统的工作性能和探究车内流场的变化规律。构建列车车厢与空调管路系统的整体模型,基于计算流体力学方程,利用有限体积数值求解方法,引入数值传热项,模拟分析高速列车通过隧道时新风口压力变化对客室内流场产生的影响。结果表明:隧道通过时空调换气系统中的压头风机能有效抑制外界压力波动,使车内压力变化很小;车内温度变化范围在(297~299)K之间,满足舒适性要求;新风口压力的突然变化有可能导致客室内风速变化,变化幅值均小于0.5m/s,满足舒适性要求。可为高速列车空调系统的改进提供理论依据。     

双层客车通风模拟与送风均匀性优化

针对双层铁路客车客室送风均匀性问题,建立双层客车风道及客室通风数值计算模型,分析风道的送风均匀性和车内风速大小,按照ASHRAE23的相关舒适性评价指标对客室风速场进行评估,并依据仿真结果进行优化。研究表明,等截面风道不能满足均匀送风要求,其头部出风量小、尾部出风量大,内部风口的出风有很大的纵向速度,导致风量沿风道下游端部聚集;风道直角拐角处压力损失大,采用圆角过渡能有效减小局部流动阻力,减小幅度达40%;风道出风口处静压腔空间较小,不能有效减小内部风口处射流冲击,需要用横向整流措施来减小气流的纵向速度;增加横向整流板、引流板、阻力板、三角导流板等措施能有效调节风道沿纵向的出风均匀性;综合风道优化措施能在不改变原有风道安装空间和外形的情况下,保证车内送风的均匀性且满足标准要求。     

冬季轻轨交通列车气流组织舒适度研究

针对冬季轻轨交通列车的气流组织舒适度,以长春市轻轨交通4号线为例,通过对车厢内空气进行温湿度和风速实测,及乘客对气流组织舒适度的评价进行研究;利用计算流体力学(CFD),通过增加热空气幕的方式改善车厢内气流组织形式,以期车厢内达到更优的舒适度。研究结果表明:受站台冷空气影响,车厢内空气温度明显下降,空气湿度和风速则符合舒适度要求;地下站台进站乘客的热舒适度较高,湿感觉较差;候车时的热舒适度随候车时长的增加而降低;列车进出站会导致乘客短时间内的热舒适度略有下降;乘客着装及所处位置会影响乘车时的舒适感;在车门上方增加热空气幕并在不同时段合理调整热空气幕的风速,可以有效改善车厢内气流组织舒适度。     

空调列车室内三维紊流流场和温度场数值模拟

基于计算流体动力学对某列车车厢内部的速度场与温度场的分布进行了数值模拟。采用稳态不可压缩雷诺平均N-S方程,紊流模型选择两方程模型,应用有限体积法计算了车厢内气固耦合传热问题。研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响,以及送风温度对列车室内温度场的影响,为空调列车室内气流组织优化设计及舒适性研究提供依据。     

空调客车内部流场计算流体动力学数值模拟

针对某型空调客车，应用κ-ε紊流模型及贴体坐标，采用SIMPLE算法计算了室内气固耦合传热问题，采用Monte Carlo法分析计算了太阳透射辐射在车室内固体表面引起的附加热流变化，对空调客车室内气流场和温度场进行了数值模拟。通过实验测定对比分析，数值计算值与测定值基本吻合。研究结果表明：乘坐区乘客头部高度水平面内温度分布均匀，比较理想；回风口下方区域的温度和驾驶区司机头部温度偏高，对热舒适性不利。研究结果为改善车内人体冷热舒适性提供了理论依据，对车内气流组织优化设计有指导意义。     

汽车空调热环境下气场仿真研究分析

以配置后空调出风口的汽车内室空气气流组织为研究对象,应用CFD技术对汽车车室内的流场进行数值模拟仿真。使用RNG k-ε模型以及其他辐射模型对车内温度场进行数值模拟计算。仿真结果表明,配置后出风口的汽车空调相比普通汽车空调室内流场性能更优,整个流场分布更均匀,能量利用率更高,并且运用不均匀系数、能量利用系数等评价指标对车内的温度场、速度场进行评价分析。为汽车空调热环境下气流组织以及优化设计提供理论依据。     

轿车空调风道温度场特性分析与结构优化

针对某轿车空调系统制冷时车室内前后排出现较大温差的现象,经分析,得出出现故障的原因可能是风道结构设计不合理。汽车空调风道结构对空调舒适性有直接的影响。通过构建该车空调风道系统气流的三维流动特性模型,借助计算流体动力学方法,运用Fluent软件模拟了空调风道的温度场,并对风道出风口温度进行了实际测试。模拟计算与测试结果较为吻合,验证了故障分析结论。在此基础上,对风道系统的结构进行了优化,在暖风芯体与后吹脸风道出风口处增设了风门,以消除暖风芯体对后排出风口的热干扰。结果表明,优化方案改善了风道及车室内的气流组织,有效解决了车室内前后排温差问题。     

CFD技术在动车组空调送风道设计中的应用

动车组空调风道系统对车内温湿度及送风均匀性等至关重要,是车内舒适性的重要影响因素。合理的通风方案能够有效改善、提高列车的乘坐舒适。结合CFD技术的预测特性,提出一种基于调整风道散流器实现风量均匀分配的方法,通过确定控制方程、建立几何模型、边界条件设置、仿真计算及模型优化等方法,实现对风道的优化设计,并进行风道配套试验。结果表明:优化后送风量总和与设计值偏差为0.76%,基于CFD技术的风道仿真计算对其设计具有一定的指导意义。同时,对风道模型的简化处理提出一些建议,提高仿真的准确性。     

高速列车车内流场数值分析及优化

应用FLUENT软件对某高速列车客室内的流场和温度分布进行了数值模拟,基于非稳态k-w湍流模型,分别对夏季、冬季送风情况下客室内的温度分布进行分析。研究结果表明,客室空调原送风孔对应的流场和温度分布不能满足客室舒适性要求。通过优化客室送风孔孔径,流场和温度分布的计算结果基本满足客室舒适性要求。根据以上的仿真计算结果对该高速列车的通风系统提出了合理的改进建议。     

小型乘用车内空调气流组织的数值模拟研究

车内空调的热舒适性随着汽车在人们生活中愈加普及而受到重视,车内气流组织直接影响了车内温湿度和气流速度场的分布从而影响舒适度。本文以小型乘用车内气流组织为研究对象,通过数值模拟的方式对车内气流组织进行研究,提出了顶送风及顶送风加侧下送风的气流组织方式,详细分析了在不同送风模式下车内的温度场、速度场以及PMV及PPD的变化。数值模拟计算结果显示,顶送风及顶送风加侧下送风的气流组织方式对比当前普遍采用的侧下送风方式,能使驾乘区域速度场及温度场更优,从而提升驾乘人员的舒适度。     

车窗开闭状态对双层列车车厢内火灾烟气特性的影响

车窗开闭状态对列车火灾影响较大,而在现有研究中,对双层列车火灾烟气特性研究较少。基于计算流体动力学理论(Computational dynamics theory, CFD),建立双层列车单节车厢的火灾数值计算模型,采用大涡模拟方法(Large eddy simulation,LES)对车内流场进行数值模拟。在火源位置、火源功率以及列车运行速度等参数不变的条件下,研究不同位置车窗的开闭状态对双层列车上下两层车厢内烟气特性的影响。结果表明,打开不同位置的车窗对车厢内烟气特性影响较大;打开火源前方的车窗使双层列车整节车厢的烟气层高度升高、CO浓度降低、烟气温度下降,车厢内烟气向有利于乘客逃生的方向发展;打开火源后方的车窗只降低车厢后部区域CO浓度和烟气温度,烟气层高度升高。根据研究结果,为双层列车逃生疏散设计提供参考。     

简析列车通风系统和应用

1.通风系统的作用 通风系统作用是将经过处理的空气输送和分配到客室并获得合理的气流组织,同时还将客室内污浊的空气排出室外,使室内的空气参数满足舒适度的要求。列车的通风系统除了可以给乘客提供新鲜空气外,它的另一项功能就是保证车厢内具有适当的气压,即当车外气压发生明显变化时,通风系统会将车厢内的气压维持在一个让乘客感到舒适的水平。     

汽车乘员舱升温过程中非均匀热环境下乘员热响应试验

目前汽车乘坐热舒适性的研究主要集中在乘员舱热环境方面,特别是车内流场和温度场分布规律的研究,直接针对乘员热舒适性或主观热感觉、客观热环境与主观热感觉关系的研究还较少。为探索我国南方冬季典型使用环境下汽车乘员舱升温过程中乘员的热响应,通过试验设计进行了一系列的试验研究。通过热电偶温度传感器网络获得汽车冷启动后空调升温过程中车内不同位置的温度分布和瞬态变化过程。同时对车内乘员身体9个不同部位的皮肤温度变化进行动态测量,采用美国供热制冷空调工程师学会提出的7点热感觉评价标尺对乘员头部、躯干、上肢和下肢的瞬时局部主观热感觉进行评价。最后采用数理统计方法分析了局部皮肤温度和局部热感觉之间的关系。分析结果表明,在此升温过程中车内热环境是高度瞬态非均匀的变化过程,乘员的乘坐位置对其局部皮肤温度和局部热感觉等热响应都有着显著的影响;而同一乘员的局部皮肤温度和局部热感觉,在瞬态非均匀热环境、衣服电阻和人体热调节系统的影响下,不同身体部位间也存在着较大的差异。研究表明乘员皮肤温度客观参数是评价乘员主观热感觉的有效指标,并通过分析得到实际交通环境下的乘员局部热感觉和局部皮肤温度之间的定量数值关系。应用乘员局部皮肤温度对车内通风和空调系统(Heating,ventilation and air conditioning,HVAC)参数进行了设计和控制,有利于提高乘员热舒适性和降低HVAC系统的能源消耗。     

气流组织形式对体育馆建筑室内热舒适影响的研究

利用CFD针对体育馆建筑进行模拟计算,对比分析了上送下回风、上送+侧送下回风及座椅送风三种气流组织形式对人体热舒适的影响。模拟分析结果表明:三种气流组织形式在对应最佳送风温度下均能满足工作区舒适性要求,其中座椅送风空调系统气流和温度分布均匀,具有较大的节能潜力,在高大空间空调系统中有较大优势。     

高速动车组客室气流组织数值仿真分析

高速动车车厢内气流的温度场和速度场是研究列车内气流组织的基础。采用CFD仿真技术对某高速动车组通风系统的性能进行数值计算,并引入UIC-533标准,利用乘客区气流的温度和速度测点值,验证了通风系统对人体舒适度的合理性。这种理念在动车通风系统的设计上有很好的参考价值。     

新一代智能变电站预制舱热设计与舱内热环境数值模拟及评价

为了使智能变电站预制舱在外部环境温度为-25℃~55℃时能够保持内部环境温度在5℃~25℃范围内,提出了预制舱复合型围护结构方案,建立了复合型围护结构综合导热系数和计及太阳辐射效应的有效传热系数计算模型,提出了舱内热负荷的理论计算方法并计算了某型预制舱热负荷。基于计算流体动力学和传热学原理并借助CFD软件模拟了舱内流场和温度场,建立了预制舱内部热环境评价模型并进行了人机舒适性评价。热工参数计算结果符合工程实际,数值仿真和热环境评价结果表明舱内流场和温度场分布均匀,热设计合理,舱内热环境人机舒适性好。此方法可用于新型预制舱热力学参数计算,研究成果可作为预制舱工程化应用的设计依据。     

西门子S7—200CN助力北京奥运地铁10号线

新近开通的北京地铁10号线，外形美观，内部装修典雅大力，车内的电视传媒节目精美，信号稳定，给广大乘客带来非凡的感受。可以说它是北京地铁交通个新的里程碑。地铁10号线列车车厢内，先进的空调系统在夏日给乘客带来舒适的感受，这得益于品质优异、性能卓越的西门子产品S7-200CN可编程序控制器。     

立式双流道新风净化机CFD分析

对新风净化机的内部气流场和风道阻抗进行分析,可以为其滤芯及整机风道结构设计提供理论依据。依据新风净化机的功能要求,建立了整机内部流场及几何模型,以多空介质属性模拟定义了粗效滤网、活性炭滤芯、HEPA高效滤芯三种滤芯,通过流体分析软件模拟出了新风净化机的内部气流场,分析了进风口在不同风速下风道区域压力场和速度场的变化。分析结果表明:当进风口风速小于2m/s时,整机内部流场分布较均匀稳定,涡流现象较少,整机流道阻抗较小;尽可能增加进风口面积,可有效降低整机流道阻抗。     

关于城市客车铝合金风道布置的改进设计

风道设计是城市客车内饰设计的重要组成部分,对乘客舒适性、整车档次的提高有着重要的作用。通过对现有城市客车铝合金风道设计的调查分析,发现存在有结构设计问题;针对这些问题提出城市客车车内铝合金风道结构设计准则及具体的改进设计措施。     

换热器结构对室内机风道系统流场特性影响的研究

建立了由贯流风机和换热器组成的空调室内机的三维物理模型,并通过Fluent计算软件对具有四种不同结构的换热器的空调室内机风道系统流场进行了模拟计算,分析了不同换热器结构的风道系统的静压以及速度分布,并统计了流经换热器的气流的分布。为改善空调室内机风道系统、提高空调舒适性提供理论的依据。