高速动车组车内流场数值分析.pdf

《高速动车组车内流场数值分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第5期大连交通大学学报Vol．33No．52012年10月JOURNALOFDALIANJIAOTONGUNIVERSITYOct．2012文章编号:1673-9590(2012)05-0028-05高速动车组车内流场数值分析112111韩璐，李明，王东屏，李国清，孔繁冰，刘斌(1．中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司技术研究中心，河北唐山063035;2．大连交通大学机械*工程学院，辽宁大连116028)摘要:运用F

2、LUENT软件对高速动车组整车三维流场进行了数值模拟，计算中综合考虑了车体壁面传热、人体散热、太阳辐射等多种传热过程．通过计算获得了车内速度场、温度场分布，得出客室内风速满足UIC553的相关规定，同时针对流场中温度分布不均匀，对影响流场分布的相应结构进行了优化分析，提高了温度分布的均匀性．这些计算结果可用于指导高速动车组空调系统及车内气流组织的优化设计．关键词:FLUENT;高速动车组;气流组织文献标识码:A0引言1计算模型及方法旅客列车是我国中、长途客运的主要交通工1．1计算模型及网格划分具之一．列车车厢高密封

3、性带来的热舒适和空气本文以某动车组的一节车为计算模型，此车品质问题日益突出，已成为国内外学者关注的焦为带有受电弓的普通二等坐车，车顶一位端设置点和研究的热点．旅客列车客室内热环境的特点空调机组，车体二位端为受电弓平顶．车体两端每是列车内外的热、湿扰量大，且不同的时段、不同侧各设置一扇塞拉门，共四扇;车体一位端设两个的运行区间差别很大，热环境呈不稳定性．国内学洗手间;车体一位端设两个电气柜;车体两端各设者对旅客列车客室内气流组织和热舒适进行了一一外端门．些研究，但对客室内气流分布特征和影响因素尚客室送风风道是从消音风

4、道延伸到位于另一［1-3］缺乏系统全面的了解．侧车端的平顶区域．延伸的风道安装在车顶防寒对于以乘客为服务对象的列车空调系统，仅材与多孔顶板之间，主要在夏季输送冷空气和冬提供满足负荷要求的制冷量是远远不够的，其舒季输送暖空气．为了阻止由卫生设施排放的空气适性在很大程度上取决于风道送风的均匀性和客进入客室，从根本上阻止了产生的污染气味影响室内温度场均匀稳定、流速大小控制合理的气流乘客，废排风道与卫生设施直接相连，此外，电器组织，亦即在车辆内形成一个稳定且均匀的温度柜区域的废气通过废排风道排到车外．在客室一［4］场和速度

5、场．列车受限界的影响，空调安装空位端，空调机组后面的平顶板上安装有回风格栅间狭小，对均匀送风及合理组织气流而言难度更和过滤网，回风被吸入回风格栅，通过回风道，进大，更需要进行深入研究．入空调机组．本文对某动车组一节车采用数值模拟的方图1、2分别为空调风道及客室计算模型．法，分析客室送风道的送风均匀性和客室内的温计算网格由Hypermesh软件生成，采用四面度场、速度场，并对计算结果进行对比分析，为空体非结构性网格，以适应复杂的几何结构，网格单调客车风道的优化设计提供可靠的参考依据．元数970万个，整体网格质量良好．

6、*收稿日期:2012-05-24作者简介:韩璐(1982－)，女，工程师，硕士，主要从事列车工空气动力学以及车内舒适度仿真分析工作的研究E-mail:sjc－hanlu@tangche．com．第5期韩璐，等:高速动车组车内流场数值分析292计算结果及分析2．1原方案计算结果及分析通过数值计算得到客室内温度场的详细信息．由图3可知，客室内温度分布不均匀，温度范围为19～26℃，在车厢一位端内，人体周围温度偏高，为26℃．从风道送到车厢的冷风大部分集中在二位端，一位端的风量较少，所以导致二位端温度较低，一位端温度较高

7、，客室内温差较大．图1空调风道模型图2客室计算模型1．2边界条件及计算设置图3客室纵断面的温度分布计算软件采用Fluent，计算中选用有限体积根据对原方案计算结果及分析，可知送风道法中常用的SIMPLE算法对离散方程进行求解，送风无法使客室内的温度分布均匀．因而，为使一离散方程时，对流项采用二阶迎风格式，粘性项采位端温度降低，增大送风道在一位端的出风量，对［5-6］用二阶中心差分格式．计算工况如下:车厢外送风道的导流板进行以下三种优化．温度为35℃;人体散热量115W;冷风入口温度优化方案一:第1～4个导流板距出风

8、口的尺3为15℃;废排风量为1320m/h;进风口总风量寸调为25mm;第5～10个的距离为15mm;第11～32为5000m/h;车体传热系数为1．2W/m·K;回12个的距离为27mm．32风量为3680m/h;车窗传热系数为1．4W/m·优化方案二:第1～3个导流板距出风口的尺K．辐射工况如表1所示．寸调为35mm;第4个的距离为25mm;第5～12表