空调客车室内三维紊流流动与传热数值研究

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1、上海交通大学学报logo.gif(2519bytes)JOURNALOFSHANGHAlJIAOTONGUNIVERSITYqklogo.gif(10301999年第33卷第3期VOL33No.31999L空调客车室内三维紊流流动与传热数值研究吴俊云,童灵，陈芝久摘要：空调车室内空气的速度场、温度场研究是空调车室内气流组织设计及车室内舒适环境评价与研究的基础•空调客车运行环境恶劣，太阳辐射作用及复杂的车室内部结构等直接影响客车室内的温度场与空气速度场分布•采用％Y紊流模型及贴体坐标，应用整体求解法计算了空调车室内气固耦合传热

2、问题，采用MonteCarlo法分析计算了太阳透射辐射在车室内各固体表面引起的附加热流变化，并以此作为能量方程的附加源项，对空调客车室内三维空气流场与温度场分布进行了数值模拟研究，为空调客车室内舒适环境的优化研究提供了依据.关键词：空调客车；辐射热传递；紊流流动；三维流场；温度场中图分类号：TK124文献标识码：・ANumericalResearchon3-DTurbulenceFlow&HeatTransferinAirConditioningBusPassengerCompartmentWUJun-yun,TONGLin

3、g,CHENZhi-jiuSchoolofPowerandEnergyEngrg.,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,ChinaAbstract：Bybodyfittedcoordinateandx-eturbuleneemodel,theindoorairAolidsofsolarradiationwastakenintoaccountbyfluidflowandheattransferconjugatedproblemswereresolvedbythewholemethod.Th

4、eeffectmeansoftheMonteCarlomethodandthisauxiliaryheatflowonthefacesoftheindoorsolidsisthesourcetermoftheenergyequation.The3-Ddistributionsoftheairflowandtemperaturefieldsinthechamberwerenumericallycalculatcd.Itgaveabasisforthecomft)rtableenxdronmentintheairconditio

5、ningcompartment:.Keywords:airconditioningbus;radiativeheattranfer;turbulenceflow;3-Dairflowfield;temperaturefield符号说明：-车室内空气速度，m-s-1%-紊流脉动动能，s-2£■紊流脉动动能耗散率t空气温度，KH■动力粘性，Pa-s卩「涡粘，sQ-空气密度，kg-m'3q-热流密度，w-nr2节定压比热容，kJ-kg-1*K-l卩空气压力，PaPr层流普朗特数空屏塞内空气的速度场、温度场研究是空调车室内气流组织设

6、计及空调车室内舒适环境评价与研究的基础•国外一些著名的汽车公司，女口：Chrysler、GM>Ford>NISSAN等卩〜31正积极开展这方面的研究工作（这些研究主耍针对小轿车）•空调客车运行环境恶劣，空调车室内热舒适环境受太阳辐射的影响较大，当太阳辐射作用于客车窗玻璃时，一部分被窗玻璃反射，一部分则直接透射进入空调车室内，这不仅使空调负荷增加，而且引起空调车室内空气的流场温度场的波动变化.本文采用％紊流模型及贴休坐标，应用整休求解法计算了空调车室内部气固耦合传热问题，并考虑了太阳辐射对温度场及强迫对流对空气流场的影响，对空

7、调客车室内三维空气流场与温度场分布进行了数值模拟研究.1空调客车物理模型的简化空调客车车室内部结构复杂，空间有限，车窗面积较大，易受阳光直射而影响客车室内的温度场分布；客车室内乘客所占空间较大，加之座椅和其他机械装置的凹凸不平等因素，直接影响车室内空气的速度场分布.本文以SH6700型客车为计算对象空调客车室内物理结构复杂，SH6700中型空调客车几何参数为：车室内长6.99m,车室内宽1.995m,车内净高l・90m；窗玻璃为普通平板玻璃，其厚度为5mm；有8排共22个座椅，其布置如图1所示•座椅成100°夹角，前挡风玻璃

8、与竖直面成15°夹角；风道位于车顶左右两侧，且每个送风道各开8个正对座椅向下送风的送风口，回风口位于车顶后部.332.gif(1546bytes)图1SH6700轻型空调客车简图DiagramofSH6700airconditioningbus2数学模型本文采用兀-e三维紊流模型方程•为了