用FLUENT软件对地铁客室内温度场和流场的数值计算.pdf

用FLUENT软件对地铁客室内温度场和流场的数值计算Simulation．ofFlowDistributionMetroCompartmentwithSoftwareofFLUENTNumericalTemperatureandinRailcarnM雹s删the臧运蕾，陈淑玲用FLUENT软件对地铁客室内温度场和流场的数值计算YunleiZang，ShulingChen弧emethod硼s摘要：利用FLUENT软件对北京DK7_A型地铁空调客车进行建模，在合理的简化假设条件下，详细描述模型的控制方程，设定适当的边界条件，进行网格划分，确定数值计算方法。采用实测方法分别测量模型对应客室不同高度处的温度和速度，并与数值模拟结果对比以验证模型的正确性。在此基础上对客室内乘客的膝部，坐下和站立时的头部等位置对应的不同高度处温度场和流场进行数值计算，分析各位置温度和速度的分布情况。然后在不同的空调送风温度和送风速度下，对客室内温度场和流场进行模拟计算，对计算结果进行分析比较，最后得出了能够较好得满足客室内空气流速和温度要求，并基本满足乘客舒适性要求的空调送风参数。该数值模拟计算及其结果为地铁及关键词：地铁空调客车；数值计算；温度场；流场dcsmitzd,andestablished,the断d减运蕾(1980一)，女，在读硕士研究生。城轨空调客车空调系统的设计提供参考。Engin∞血g，lk／jingJiaotongBcijingconfmned．Usinghi．ghcontrasteddifferentpassengers’kneeswhenThen也ehumancomfortable’(北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京100044)University,BdjingAbstract：modelcompartmentDKZ4undergroundair-conditionrallcarestablishedbysoftwareofFLUENT．Thecontrolequationboundaryconditionwascompartmentalizednumericalsimulationexperimenttemperaturevelocitytheresultprovevaliditymodel．0n也ebaseresult,theflowdistributionhighwhereheadpassengersseatingstandingWassimulatedanalyzed．computedunderinletsvelocity．Andsatisfyingiseduced．Thepmvidesreferencefordesignsystemurbankeywords：metromilcar；numericalsimulation；temperaturefield；flowfield(SchoolofMcehanieakelectronicConu'ol100044，China)WaStoneedrailcar15lall
掣=寺斟陪+甜两]+sU|掣=毒B旦0xj～pujh'0x)+sh_0ui：0IJ咱1前言2计算模型㈣㈤叙：教j⋯第三届工程计算流体力学会议文集随着人们生活水平的提高和乘坐地铁次数的增多，人们对地铁客车客室内的舒适状况和空气品质的要求越来越高。合理的车内气流组织能有效改善乘客的乘车舒适性。通过对影响客室内温度场和流场不同因素的分析，可以有针对性地对存在的问题加以改善，达到有效利用能源和改善客室内空气品质，提高空调系统舒适性的目的。本文利用FLUENT软件，在合理的简化模型下，对不同送风温度和送风速度条件下地铁客车客室内的温度场和流场进行了数值模拟，并对计算结果进行了对比和分析，得出相应结论，为地铁和城轨空调客车客室内气流组织优化设计和舒适性研究提供了理论依据。研究对象以北京DK7_A型地铁为模拟研究对象。客室内部空间尺寸：长19000mm，宽2600mm，高2100mm。全车空调通风系统为上送上回式，送风道采用静压式均匀送风风道，客室送风由沿车长方向布置的条缝式送风口向车内送风。回风通过设在空调机组下方内顶板上的回风口，车内部分空气经由风道回到机组与新风混合，经过冷热交换后，送入车内二次利用。控制方程本文采用七一s双方程湍流模型。为了简化问题作如下假设：(1)空调客室内空气不可压缩，且符合Boussinesq假设，即认为流体密度变化仅对浮升力产生影响。(2)流动为稳态湍流。(3)假设流场具有高紊流Re数，流体的紊流粘性各向同性。(4)不考虑重力的影响。根据以上假设，空调客车室内空气流动与传热控制方程以张量形式表示如下：(1)连续性方程(2)动量守恒方程：方程中的不同项分别是对流项，压力梯度项，压力项