空調(diào)列車室內(nèi)三維紊流流場(chǎng)和溫度場(chǎng)數(shù)值模擬

《空調(diào)列車室內(nèi)三維紊流流場(chǎng)和溫度場(chǎng)數(shù)值模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、·信息技術(shù)·李貴，等·空調(diào)列車室內(nèi)三維紊流流場(chǎng)和溫度場(chǎng)數(shù)值模擬空調(diào)列車室內(nèi)三維紊流流場(chǎng)和溫度場(chǎng)數(shù)值模擬李貴，朱壯瑞，孫蓓蓓(東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京211189)摘要：基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)對(duì)某列車車廂內(nèi)部的速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)的分布進(jìn)行了數(shù)值模擬。采用穩(wěn)態(tài)不可壓縮雷諾平均N—S方程，紊流模型選擇兩方程模型，應(yīng)用有限體積法計(jì)算了車廂內(nèi)氣固耦合傳熱問(wèn)題。研究了送風(fēng)方式和送風(fēng)速度對(duì)空調(diào)列車室內(nèi)流場(chǎng)的影響，以及送風(fēng)溫度對(duì)列車室內(nèi)溫度場(chǎng)的影響，為空調(diào)列車室內(nèi)氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)及舒適性研究提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：空調(diào)列車；紊流；有限體積法；數(shù)值模擬

2、中圖分類號(hào)：TH12；TP391文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1671-5276(2010)叭-0103-04NumericalSimulationof3-DTurbulenceAirflowFieldandTemperatureFieldinAir-conditioningTrainPassengerCompartmentLIGui，ZHUZhuang—rui，SUNBei—bei(DepartmentofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China)A

3、bstract：Theairflowfieldandtemperaturedistributioninonecarriagearenumericallysimulatedbasedoncomputationalfluiddynam—ics(CFD)．ThesteadystateincompressibleReynolds-averageNavier-Stokesequationsandk-turbulencemodelareusedfortheair-flowmodelandthefluid-solidcouplingheat

4、transferproblemisresolvedbyfinitevolumemethod．Theefectofairsupplymodeandairsupplyvelocityontheairflowfield，andtheefectofairsupplythermalonthetemperaturefieldareresearchedinto．Itprovidesabasisfortheoptimizationdesignofairstreamorganizationandthecomfortablestudyinthea

5、ir-conditioningpassengercompartment．Keywords：air·conditioningtrain；turbulenceairflow；finitevolumemethod；numericalsimulation隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的發(fā)展，高速、舒適的現(xiàn)代化客車已各設(shè)一排行李架(寬600mm)通風(fēng)方式為頂部送風(fēng)，即在經(jīng)成為鐵路客車發(fā)展的方向和主流?？照{(diào)列車室內(nèi)空氣的車廂頂部對(duì)稱設(shè)有孔板送風(fēng)口，回風(fēng)方式為側(cè)回風(fēng)，即在速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)是研究空調(diào)列車室內(nèi)氣流組織設(shè)計(jì)及空調(diào)車廂兩側(cè)利用車門回風(fēng)(尺寸為800

6、mmx2000mm)，列列車室內(nèi)舒適環(huán)境評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。以往基于傳統(tǒng)的射流經(jīng)驗(yàn)車車廂幾何模型如圖1所示。公式設(shè)計(jì)的客車氣流組織形式不能滿足乘客舒適性的要求?。近20年來(lái)，CFD(computationalfluiddynamics)技術(shù)已經(jīng)成為流體流動(dòng)相關(guān)工程領(lǐng)域研究性能隨幾何與工況變化而變化的強(qiáng)有力的新方法。因此，基于流體流動(dòng)和傳熱方程的CFD數(shù)值計(jì)算方法對(duì)空調(diào)客車車廂采用三維紊流回風(fēng)模型，應(yīng)用有限體積法計(jì)算了空調(diào)列車(硬座車)室內(nèi)氣固耦合傳熱問(wèn)題，對(duì)空調(diào)列車室內(nèi)氣流組織，主要是對(duì)速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了數(shù)值模擬。著重研究了送風(fēng)

7、速度和送風(fēng)方式對(duì)空調(diào)列車室內(nèi)流場(chǎng)的影響，以及送風(fēng)溫度對(duì)空調(diào)列車室內(nèi)溫度場(chǎng)的影響，為空調(diào)列車室內(nèi)氣流組織優(yōu)化設(shè)計(jì)及舒適性研究提供了依據(jù)。圖1列車車廂幾何模型空調(diào)列車車廂計(jì)算模型1．2數(shù)學(xué)模型a)采用了三維紊流模型方程，計(jì)算時(shí)作如下假設(shè)：1)1．1物理模型空調(diào)列車室內(nèi)空氣為不可壓縮且符合Boussinesq假設(shè)，即由于列車車廂前后布置對(duì)稱，取車廂半車身長(zhǎng)度建立認(rèn)為流體密度變化僅對(duì)浮升力產(chǎn)生影響；2)流動(dòng)為穩(wěn)態(tài)模型，其幾何參數(shù)為：列車半車身長(zhǎng)7．6m，車廂寬2．8m，紊流；3)忽略固體壁面間的熱輻射，車室內(nèi)空氣為輻射透高2．3m，車

8、廂左右兩側(cè)各設(shè)5排等間距(750mm)的座明介質(zhì)；4)假設(shè)流場(chǎng)具有高紊流Re數(shù)，流體的紊流粘性椅(寬分別為800mm，1200mm)，在車廂上側(cè)左右對(duì)稱具有各向同性；5)氣流為低速不可壓縮流動(dòng)，可忽略由流作者簡(jiǎn)介：李貴(1980一)，男，河南安陽(yáng)人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)?/p>