空调列车室内三维紊流流场和温度场数值模拟.pdfVIP

· 信息技术 · 李贵，等 ·空调列车室内三维紊流流场和温度场数值模拟 空调列车室内三维紊流流场和温度场数值模拟 李贵，朱壮瑞，孙蓓蓓 (东南大学 机械工程学院，江苏 南京211189) 摘 要 ：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。 关键词：空调列车；紊流；有限体积法 ；数值模拟 中图分类号 ：TH12；TP391 文献标志码：B 文章编号：1671-5276(2010)叭-0103-04 NumericalSimulationof3-D TurbulenceAirflow FieldandTemperature FieldinAir-conditioningTrainPassengerCompartment LIGui，ZHU Zhuang—rui，SUN Bei—bei (DepartmentofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China) Abstract：Theairflowfieldandtemperaturedistributioninonecarriagearenumericallysimulatedbasedoncomputationalfluiddynam— ics(CFD)．ThesteadystateincompressibleReynolds-averageNavier-Stokesequationsandk-turbulencemodelareusedfortheair- flowmodelandthefluid-solidcouplingheattransferproblem isresolvedbyfinitevolumemethod．Theeffectofairsupplymod eandair supplyvelocityontheairflow field，andtheeffectofairsupplythermalonthetemperaturefieldareresearchedinto．Itprovidesabasis fortheoptimizationdesignofairstream organizationandthecomfortablestudy intheair-conditioningpassengercompartment． Keywords：airc·onditioningtrain；turbulenceairflow；finitevolumemethod；numericalsimulation 随着我国铁路建设的发展，高速、舒适的现代化客车已 各设一排行李架 (宽600mm)通风方式为顶部送风，即在 经成为铁路客车发展的方向和主流。空调列车室内空气的 车厢顶部对称设有孔板送风 口，回风方式为侧 回风 ，即在 速度场、温度场是研究空调列车室内气流组织设计及空调 车厢两侧利用车门回风 (尺寸为800mm x2000mm)，列 列车室内舒适环境评价的基础。以往基于传统的射流经验 车车厢几何模型如图1所示。 公式设计的客车气流组织形式不能满足乘客舒适性的要 求…。近20年来，CFD(computationalfluiddynamics)技术 已经成为流体流动相关工程领域研究性能随几何与工况变 化而变化的强有力的新方法。因此，基于流体流动和传热 方程的CFD数值计算方法对空调客车车厢采用三维紊流 回风 模型，应用有限体积法计算了空调列车(硬座车)室内气固 耦合传热问题，对空调列车室内气流组织，主要是对速度场 和温度场分布进行了数值模拟。着重研究了送风速度和送 风方式对空调列车室内流场的影响，