CRH6城际动车组空调风道送风均匀性计算分析

地铁空调送风风道出风均匀性数值模拟与优化华中科技大学谢军龙马银红舒朝晖陶红歌摘要：用fluent软件对地铁空调送风风道内流场进行数值模拟，详细分析了静压送风风道内，静压挡板尺寸及位置对风道送风风量均匀性的影响及改善，及添加不同形式的挡风板对风道送风前端出风风量的提高及改善，为地铁空调系统送风风道的优化设计提供参考。

关键词：地铁空调送风风道数值模拟出风风量均匀性1前言随着地铁交通在各大城市的逐渐普及，地铁客车客室内的热舒适状况对设计工作来说显得愈发重要。

合理的车内气流组织将有效改善客室内的温度场、湿度场、风速场等热舒适性能指标，而地铁空调送风系统中送风风道的出风均匀性直接决定了车内气流组织的好坏，风道出风的均匀性又与其内部结构形状密切相关[1]，因此，探讨风道内部结构优化及其对出风均匀性的影响具有十分重要的现实意义。

2计算模型2.1 物理模型风道模型外观如图1所示，整个风道长约6000mm，宽1300mm，高110mm；风道两端为气流入口，底部出风口接送风短管，短管高90mm。

风道两端为气流入口，底部出风口接送风短管。

图1 风道模型外观图风道中间有3个小支柱，沿风道长度方向上，出风口断开处为车厢顶部的横梁位置处。

2.2 计算及边界条件-双方程湍流模型[2]，并作如下简化：本文计算模型采用kε(1) 流体定为17℃时的空气，常物性，不可压缩；流动为稳态湍流；忽略重力影响。

（2）以气流入口为计算入口边界，设为速度入口，大小为3.23m/s，方向垂直于入口边界面。

（3）以风道底部送风短管的出口为计算出口边界，设为压力出口，0pa，外界压强为一个标准大气压。

（4）整个风道内壁附隔热保温材料，因此可将风道各个壁面视为绝热，计算过程中不考虑换热。

此外，近壁面处采用标准壁面函数[3]。

（5）风道底部出风口为孔板送风，因送风孔尺寸较小，考虑到建模、网格生成及其造成的计算上的困难，本文将其设为多孔介质阶跃内部边界条件，孔隙率定为50%。

卧铺车风道送风均匀性研究摘要：环控系统是铁路客车的重要组成部分，送风系统则是环控系统的重要组成部分，风道送风的均匀性直接影响客车室内温度场和速度场的分布情况，从而影响到乘客乘坐的舒适度。

通过检修及试验等找出送风均匀性的主要影响因素，并通过合理的设计再通过试验来验证各出风口的均匀性，得出结论应用与后续的检修及未来的设计中，这样可以减少设计和试验周期，避免浪费大量的人力物力。

通过试验相结合的方法对铁道车辆通风系统进行优化，为传统硬卧车合理的气流组织设计提供参考依据。

本文基于25T硬卧客车为研究对象进行分析阐述。

关键词：卧铺车；风道送风；均匀性研究引言在铁路客车空调中，通风占有重要的地位。

车内空气质量的好坏，在很大程度上取决于通风的质量。

多年来由于通风系统不象转向架、车体以及电气部分直接影响着运行的安全、稳定，一直没有引起足够的重视。

随着空调客车的逐渐出现，己在送风方式、风口的布置、通风系统的组成等方面进行了逐步改进。

合理的气流组织对客车车内的空气温、湿度、空气质量起着关键作用，而合理的气流组织的首要因素是送风道各送风口的出风均匀性。

原来空调客车较普地采用风口风量调节装置，由于操作不便和繁琐等因素，不能保证空调通风系统风的均匀性，故存在着空气温度沿高度及车长方向温差较大的现象。

因此，有必要先通过通过试验来验证各出风口的均匀性，并提出改进措施。

1空调通风系统结构客车通风系统是客车空调装置的重要组成部分，担负着把处理过的新鲜空气送入车内、把车内污浊空气排出车外的任务，同时应使车内具有合适的气流组织、温度、温度、微风速和洁净度，应使旅客在旅行过程中感觉舒适，无异味、噪声的干扰。

通风系统是客车空调装置中唯一不分季节而长期运转的系统，它对旅客的健康、舒适性和空调装置的经济性有很大的影响。

以25T硬卧车为例，卧铺车空调通风系统由空调机组、送风道、回风道、自然通风和废排装置这5 部分组成。

空调机组位安装于一位端，经过处理的空气进入主风道，在主风道中经过挡板分流，一部分风进入静压腔，在送风口处静压转换为动压，以一定的速度将风送到客室内。

简析动车组空调装置通风系统摘要：目前，现代化建设迅速，随着我国高速动车组技术的飞速发展，2017年，我国自主研发的复兴号动车组陆续投入运营。

例如，在京沪铁路上，旅客能体验到350Km/h的高速动车组。

复兴号动车组的设备设施为旅客带来了更舒适的乘坐环境。

京沪高速铁路全长1318千米，途径我国华北地区和华东地区，由于我国南北方气候差异较大，因此保持车内环境的舒适性成为动车组技术的重点问题。

为了保证旅客乘坐安全，确保动车组良好的运行秩序，就要开发高性能的空调通风系统，并且在运行过程中避免或减少动车组空调故障发生。

关键词：模糊故障树；动车组空调系统；可靠性分析引言在我国铁路提速的大背景下，动车组逐渐成为国家客运的主力军。

高速要在安全的前提下进行，如何提高动车组的安全性，如何缩短动车组维修时间，提高动车组维修质量就十分关键。

故障树分析法在可靠性分析研究中有着重要作用，此种分析方法已应用于航空航天、武器研究等领域，利用此种方法对系统故障进行分析研究可有效展示故障之间的逻辑关系，能够较容易地找出系统可靠性存在的薄弱环节，能有效地提高系统可靠性分析的精确度。

将此种方法应用于动车组车体系统的分析研究中，可提高动车组车体系统故障分析的准确度，从而提高动车组车体系统的安全性和维修可靠性。

1模糊故障树分析法1.1故障树分析法故障树是一种展示系统结构和故障间逻辑关系的模型。

由顶事件以树状结构不断细分故障类型，一直细分至叶子节点(基本事件)为止，位于顶事件和基本事件之间的是中间事件。

采用故障树分析法(FTA)进行动车组空调系统的可靠性分析，基于新建立的故障树分析系统中发生故障的原因及发生故障的概率，最终可获得整个系统故障的概率，用于对系统的稳定性评估。

1.2模糊重要度概率重要度表示底事件发生概率的变化对顶事件发生概率产生的影响，它是模糊集合理论与底事件的概率重要度结合的产物，可采用中值法计算得出。

1.3空调系统空调系统通过制冷、加热、通风等方式提高旅客舒适度，动车组空调系统主要包括通风系统、冷却系统、加热系统、自动控制系统及压力保护系统。

地铁车辆空调系统送风均匀性仿真及优化作者：于会龙来源：《环球市场》2017年第24期摘要：旨在研究地铁车辆空调系统送风风道的送风均匀性，以某地铁车辆为研究对象，在CFD软件中建立三维流场模型进行计算，并利用各段出风口质量流量与平均值相对偏差的标准差来评价风道的送风均匀性，分析造成气流不均匀的原因，并对风道的结构进行优化。

通过优化前后的模拟仿真，结果表明优化过后气流更加均匀，为以后地铁车辆空调系统的设计提供参考。

关键词：地铁车辆；风道；气流组织；均匀性1引言良好的空调气流组织对于室内热环境的舒适性相当重要。

实现良好的气流组织，前提是要保证空调系统送风风道的送风均匀性，即空调各送风口送风均匀。

倘若风道送风均匀性不好，就会导致车厢内气流组织不均匀，进而造成车厢内温度场和速度场分布不均匀，影响车辆的舒适性和能源消耗。

所以，实现送风风道均匀性非常重要，也是保证充分利用空调机组产生的冷量、充分发挥空调的制冷或者制热作用、保证新风的利用率、提高乘客舒适性的重要条件。

2地铁车辆数值模型2.1物理模型以某地铁车辆为研究对象。

考虑到该车风道在结构上的对称特点，整个风道沿列车横向对称并且沿列车纵向分为4段相同的风道，因此建立其中一段完整的风道三维模型作为研究对象。

对车辆的风道三维模型进行简化时，以最大化地保留原结构，不影响整体气流分配为基本原则，删除掉了细小部件（如螺栓、法兰等），同时仅保留模型的最内层表面用于流体计算。

其简化模型如图1所示，风道出风口从左至右顺次命名为k1-k28。

2.2数学模型为了简化问题作如下假设：车室内空气流动为三维、定常、不可压缩流动，描述空气流动的控制方程包括连续性方程、RANS方程以及湍流模型方程。

空气密度不变，不考虑空气的温度变化，风道壁面设为绝热。

2.3边界条件和评价方法车厢内空调送风采用速度人口边界条件。

单台空调机组的送风流量为5000m3/h考虑到计算模型为1/2，故计算时一台机组风量视为2500m3/h，每段风道风量为1250m3，h1，根据送风道入口的面积计算出送风速度为3.41m/s。

铁路客车空调系统送风均匀性的研究摘要:随着国家交通技术水平的不断提升,铁道交通运输方式也发生了巨大的改变,在传统铁道旅客列车的运营过程中,空调系统是不可或缺的一项关键组成部分,不过传统的空调系统往往出现送风不平衡的问题。

为此,本篇针对这一问题,对传统的铁道旅客列车空调系统中送风不均匀的成因做出了详尽的解析,同时阐述了静水压力送风道的基本构造,对各种型式的静水压力送风系统进行了送风均匀性试验,并进一步剖析送风不均匀的成因,并指出了提高静水压力送风系统输送均匀性的对策,期望为完善传统轨道旅客列车空调系统提供有用依据。

关键字:铁路客车;空调系统;送风;均匀性1铁路客车空调系统概述1.1空调通风系统的作用经空调机组加工过的压缩空气输入客室,并将压缩空气均匀分派到客室内,而且还可将客室内产生的污浊空气排放客室外,从而使客室内空气质量参数达到良好设计的要求,并用于调节列车内部温度、湿度、二氧化碳浓度、洁净度等舒适度参数。

客室内空气质量的优劣直接影响着乘客的舒适度,以及空调设备为铁路客车带来的经济效益。

1.2空调通风系统的组成空调系统主要有空调机组、送风系统、回风系统、废排装置、加热装置、自然通风装置等几大部分组成。

1.2.1空调机组空调机组主要分为单元式及分体式两中，主要功能包括供应新风，制冷，加热，新风、回风、混合风的过滤。

1.2.2送风系统1.2.2.1送风道的作用把空调机组通过制冷器以及加热器加工后的压缩空气送入客室内,而空调通风系统的送风道和送风口又是调通风系统中比较关键的部分,因此客室内温湿度的品质主要取决于各送风口的送风量能否相等。

以前我国空调通风系统比较广泛的使用风口风量调整装置,但由于操作不方便等原因,无法发挥相应的调节功能,因而经常面临着室内空气温度沿高空和车长走向温度偏差较大的现象。

后续,经过四方所的研究实验,形成了条缝式平衡送风道,从而达到了比较满意的良好效果。

现在中国生产的客机上已基本使用了此种静压型式的送风道。

关于地铁车站排热风道均匀排风的探讨摘要：近年来，随着公共交通出行压力的与日俱增，各大城市都在大力发展城市轨道交通地铁的建设工作。

地铁运营的能耗成了各大城市公共建筑年能源消耗的一大组成部分，其中地铁车站内的排热系统因涉及到为地铁车辆底部的刹车制动装置及车辆顶部的空调外机降温的要求，使用频率较大及单次使用时间较长，其使用情况在夏季运营时更为频繁。

随着国家节能政策的不断深入，对于碳达峰、碳中和工作的全面部署，对地铁车站运营的节能性提出了更高要求。

在既有运营线路车站中，不同位置上下排风口的排风量差异较大，靠近车站两侧的风口因距离风机较近故风量较大，车站中心里程处的排风口因距离风机较远故风量较小，无法满足中心里程处相关设备的散热需求，从而使排热风机整体运行时间增长，增加了能耗。

关键词：地铁车站；排热风道；均匀性；引言地铁车站轨排风的组分及对冷凝器散热、电阻箱和闸瓦散热的排热比例。

由于轨底排风本身的排热效果不好，且轨底排风主要为站内空气，造成了站内冷量浪费。

同时，随着列车制动再生效率的提高，电阻箱和闸瓦散热量会越来越小，所以可考虑取消轨底排风系统。

1车站轨行区排热系统排风口设置原则及目标结合某实际工程，探讨车站轨行区上下排风风道的均匀排风问题。

要实现均匀排风，通常可采用以下几个措施：１）保证主风管的面积不变和孔口面积不变，通过改变孔口的流量系数，如在孔口上增加阻体；２）保证孔口的面积及流量系数不变，通过改变风管面积，比如采用锥形风管的形式；３）保证主风管的面积和孔口的流量系数不变，改变孔口的面积；４）增大排风管的断面积，减小孔口面积，采用条缝形风口等措施。

本文主要采用第３条措施进行均匀排风设计计算。

为了保证乘客生理健康所需要的空气环境条件、保证列车各车厢空调正常运转、保证列车底制动器及轨道均匀散热，将轨行区上、下排热风道设置为均匀吸风管，通过排热风道底部或侧部开设的侧孔（吸风口）或条缝口均匀地吸走等量的空气。

科技风2021年2月工程技术D01：10.19392/ki.1671-7341.202104057探究风道结构优化对地铁车室内气流组织均匀性影响刘晶陕西省西安市鄠邑区西安交通工程学院陕西西安710300摘要：随着我国经济建设的快速发展，城市化的进一步集中，城市交通中的地铁已经成为了现代交通的重要工具。

其中，空调送风系统的好坏直接影响着城市地铁乘客的舒适程度，同时也是地铁车辆中最为重要的子系统之一，而空调送风系 统中的风道结构的均匀性，在很大程度上决定着乘客的热舒适性。

因此，本文对风道结构通风量因素的内部配置，新鲜空气 入口条件，内部空气出口条件做了一定的研究，通过改变进口速度、出口位置，从而优化风道结构，改进室内组织的均匀性。

关键词：风道结构；均匀性；出口位置；热舒适性1绪论地铁车厢由金属制成，没有可打开的窗户，因此安装了 机械通风和空调系统以供应新鲜空气并提供热舒适的环境。

在地铁运营期间，室内的温度应该保持在合理的温度范围之 内，而保持这种温度的关键措施是通过采暖以及空调系统实 现的，其中，通过H V A C系统，可以实现跨腔边界交换空气。

对于以乘客舒适性为主要要求的空调系统，在很大程度上取 决于风道系统的结构优化，其均匀性是是否能满足乘客的舒 适性要求。

2风道结构中的通风道口).1几何模型当前的研究采用了一种特殊类型的地铁中间车，其中包 括一个乘客车厢，两个通道，一个H V A C系统和一个风道系 统[2]。

其中，空调系统位于地铁车厢内的顶部，在乘客舱内 布置的每一个空调都设置有一个人口以及两个出口，对于 H V A C系统的是数值模拟系统，可以采用速度人口以及出口 边界的方法，从而能够有效的替代实际模型。

2.2网格和边界条件当选择采用非结构化网格进行数值模拟时，要将进气口 管道以及乘客舱的网格化进行集中加密。

其中，隔室表面的 边界网格第一层厚度为3??，总网格数为1. 1亿。

图1所示 为局部表面的网格化图，将地铁内部的流场设置为湍流状态。

动车组空调机组冷凝风量仿真分析1. 引言1.1 研究背景动车组空调机组在动车组列车中发挥着至关重要的作用，为乘客提供舒适的乘坐环境。

而空调机组冷凝风量是影响空调系统正常运行的一个重要参数。

随着动车组列车的运行速度和乘客数量的增加，空调机组的性能和效率要求也越来越高。

研究空调机组冷凝风量对动车组运行的影响具有重要意义。

在动车组运行过程中，如果空调机组冷凝风量不足，会导致冷凝器温度升高，影响空调系统的正常工作，甚至可能引起机组故障。

准确控制空调机组的冷凝风量对于保证动车组列车运行的稳定性和安全性具有重要意义。

鉴于空调机组冷凝风量对动车组运行的重要性，本研究旨在通过建立冷凝风量仿真模型，分析冷凝风量参数对动车组运行的影响，探讨参数优化措施，并通过实验验证模型的准确性和可靠性。

希望通过本研究的分析，为提高动车组空调系统的运行效率和舒适性提供科学依据和参考。

1.2 研究目的本文旨在对动车组空调机组冷凝风量进行仿真分析，探究其在动车组运行中的重要性。

通过建立冷凝风量仿真模型并对仿真结果进行分析，以寻求参数优化措施，提高动车组的运行效率和节能减排。

本研究还将通过实验验证仿真结果，验证模型的准确性和可靠性。

通过这些工作，我们旨在探讨动车组空调机组冷凝风量仿真分析在实际运用中的意义，并为未来相关研究提供参考和展望。

动车组的运行稳定性和节能效果直接受冷凝风量的影响，因此本研究的目的在于深入探讨冷凝风量对动车组运行的重要性，并为优化动车组空调系统提供理论基础和技术支持。

2. 正文2.1 空调机组冷凝风量对动车组运行的重要性空调机组冷凝风量是动车组运行中至关重要的参数之一，它直接影响着动车组车厢内的舒适度和乘客的乘车体验。

在动车组运行过程中，车厢内会产生大量的热量，如果冷凝风量不足，就会导致车厢内温度过高，影响乘客的乘车体验，甚至可能引发乘客不适。

另外，冷凝风量不足还会影响空调系统的正常运行，导致空调机组过热，影响整列列车的运行安全。

动车组空调机组冷凝风量仿真分析一、引言动车组空调机组在列车运行中起着至关重要的作用，能够为列车提供舒适的室内温度和空气质量。

而空调机组的冷凝风量是影响动车组空调性能和能效的重要参数之一。

对动车组空调机组冷凝风量进行仿真分析，可以帮助优化设计，提高系统性能，降低能耗，对整个动车组运行具有重要的意义。

二、动车组空调机组冷凝风量概述1. 动车组空调机组的冷凝风量动车组空调机组的冷凝风量是指空调系统中冷凝器处通过的空气量，它直接影响着冷凝器的散热效果和系统的压缩功率。

冷凝风量对空调系统的稳定运行和节能效果都有着重要的影响。

2. 冷凝风量的重要性对于动车组而言，冷凝风量的合理设计直接关系到整车的能效和舒适性。

如果冷凝风量过小，会导致冷凝器冷却不良，影响制冷效果；如果冷凝风量过大，会消耗过多的能源，降低系统的能效。

动车组空调机组冷凝风量的优化是非常重要的。

三、动车组空调机组冷凝风量仿真分析1. 冷凝风量的影响因素冷凝风量受到很多因素的影响，包括冷凝器的设计参数、环境温度、蒸汽量、冷媒种类等。

在进行仿真分析时，需要考虑这些因素的综合影响。

2. 仿真模型建立仿真分析通常采用计算流体力学（CFD）方法，通过建立动车组空调机组的数值模型，对冷凝风量进行仿真计算。

在建立模型时，需要考虑动车组的车厢结构、冷凝器的布置位置、外部环境参数等因素，以确保仿真结果的准确性。

3. 仿真过程与结果分析通过对动车组空调机组冷凝风量进行仿真计算，可以得到冷凝风量在不同工况下的分布情况和变化规律。

同时还可以通过仿真计算，分析不同参数对冷凝风量的影响程度，找到优化的途径。

四、仿真分析的意义与展望1. 意义通过动车组空调机组冷凝风量的仿真分析，可以有效地指导优化设计，提高系统性能，降低能耗。

同时还可以为动车组的舒适性提供技术支持，满足乘客的舒适需求。

2. 展望随着动车组的不断发展，空调机组的性能要求也在不断提高，这就需要对动车组空调机组冷凝风量进行更加深入的仿真分析，并进一步探讨优化设计的方式和方法，以满足未来动车组的发展需求。

简析动车组空调装置通风系统摘要：在我国进入21世纪以来，我国的交通行业发展十分迅速，动车组为交通行业的发展带来了便利，动车组作为客运的重要组成，车内环境系统是完全封闭的，而通风系统作为外界空气的唯一入口，在运行和检修过程中就尤为重要，动车组车型种类众多，不同车型的通风系统各自不同，本文针对不同车型的通风系统进行分析。

关键词：动车组；空调装置；通风系统引言随着科技进步和工业发展，大量的废气、烟尘等直接排入空气中，大气污染已严重影响到人们的正常生活和身体健康。

大气中粒径小于2.5μm的颗粒污染物（PM2.5）的危害已经引起全世界的广泛关注，其吸入体内后可直接进入支气管，引发哮喘、支气管炎、尘肺和心血管病等重大疾病。

而“雾霾”天气也会对列车车厢空气质量产生影响，PM2.5这一指标被引入到铁路系统列车乘车环境空气质量的评价标准。

我国城市轨道交通车辆的空气处理大多数采用物理过滤法，依靠回风滤网和新风滤网过滤，该方法对灰尘、杂质具有较好的过滤效果，但是对微小的颗粒等有害物的效果较差，空气净化技术是指应用空气过滤设备控制粉尘微粒的污染或通过空气循环过滤将空气中的悬浮颗粒物收集，以达到保护环境和人类身体健康的目的，广泛应用于室内外空气质量品质的控制。

1概述某动车组项目车辆空调通风系统由空调机组、控制系统、风道系统以及司机室通风单元组成。

每节车都安装有两台相同的顶置单元式空调机组以提供旅客客室车厢的空气调节。

空调机组为单元式整体结构，所有部件均安装在不锈钢箱体内。

司机室不设置空调机组，设有一个通风单元，冷空气通过相邻客室空调风道经司机室通风单元送入司机室，实现司机室的空调通风。

司机可通过调节通风单元的通风量大小来改变司机室内温度。

2动车组空调装置通风系统?2.1通风通风功能是使将车外新鲜的空气经过降温除湿或升温加湿后传输至车内，并将用过的污浊的空气排除车外。

在此过程中，还要考虑到经济性，因此用过的空气一部分会循环回来和新风混合再次使用。

动车组司机室空调出风结构优化发布时间：2022-01-10T06:51:23.970Z 来源：《科学与技术》2021年第28期作者：董海涛于德壮王肇凯何亭睿[导读] 通过调节司机室上方空调风道开口尺寸控制不同空调出风口的风速以及流量，董海涛于德壮王肇凯何亭睿中车大连机车车辆有限公司辽宁大连 116021摘要：通过调节司机室上方空调风道开口尺寸控制不同空调出风口的风速以及流量，得到空调风道优化方案3是达到司机室空调最为舒适的方案，优化方案3空调出风口达到司机室内风速均匀且出风量满足要求。

关键词空调风速风量舒适性0前言随着科技日益发展，机车司机室舒适性逐渐为各大机车公司重视。

机车司机室作为机车驾驶员日常工作的地方，司机室的舒适性关系到驾驶员的驾驶体验。

空调系统作为机车司机室非常重要的一部分，直接关系到机车驾驶员及添乘人员的体验感，同时对于人机工程学具有重要意义。

由于空调系统与驾驶员直接相关，所以空调舒适性极大的关系到驾驶员在司机室内的舒适性。

空调系统的舒适性直接关系到司机的体验，其中空调温度、风速以及出风量是空调的主要衡量参数[1]。

同时空调风道分布对于空调出风口风速及流量有着显著的影响，对于现有空调风道结构进行优化，提高司机室空调舒适性显得尤为重要。

1空调风道结构的优化以某型号动车组空调风道为例进行优化改进，原始风道结构如下图1中a所示，三种优化方案分别如图b、c、d所示。

从图中可以看出优化方案相对于原始结构，在空调出风主风道位置进行结构优化，首相将空调风道由原来分体式更换为整体式风道，降低空调风道连接处对于气体的阻力，降低气体在风道连接处泄漏的风险[2]。

其次改变主风道分流口的开口大小以及开口方向，从而达到控制各个分流风道中通风量以及空调出风口处出风速度，从而达到最理想的空气分散状态。

图1 空调风道结构优化（a:原始结构 b：优化方案1 c：优化方案2 d：优化方案3）2建立司机室空调风道模型司机室空调风道分布如图2中a所示，从司机室隔墙上沿左侧位置分别为出风口1-7，出风口1和7主要是司机室侧墙位置以及玻璃供风，出风口2和3为副司机供风，出风口5和6为主司机供风，出风口4为司机室增加通风量。

动车组牵引电机冷却风道流场数值计算宋刚;尤明;王东屏;高壮【摘要】基于不可压缩流体控制方程和标准的k-ε湍流模型,建立动车组牵引电机冷却风道的三维流场计算模型,在两种计算工况下对其内部流场进行数值计算,得出风道(包含硬风道和软风道)损耗及软风道出风口处的风压和风量,对风道的设计方案进行评估.计算表明:两种工况下,风道总压降为266.1～356.7 Pa,风道出口的压力能达到2 880 ～3 150 Pa,风道两出风口的相对误差为2.53％～ 5.30％,风道的设计方案均满足设计要求.【期刊名称】《大连交通大学学报》【年(卷),期】2015(036)003【总页数】4页(P22-24,51)【关键词】风道;CFD;方案评估【作者】宋刚;尤明;王东屏;高壮【作者单位】中国北车集团长春轨道客车股份有限公司铁路客车开发部,吉林长春130062;大连交通大学机械工程学院,辽宁大连116028;大连交通大学机械工程学院,辽宁大连116028;大连交通大学机械工程学院,辽宁大连116028【正文语种】中文动车组高速、重载，要求发动机功率大，对牵引电机散热要求高.牵引电机散热情形的好坏将决定动车组能否安全运行.因此对动车组动车牵引电机的冷却风机及风道布风有着严格的标准.由于动车组车下空间复杂且有限，给风道均匀布风带来很大的困难及限制，所以选择性能良好并用合理的通风系统非常必要[1].利用试验的方法来确定风道系统送风口的尺寸、位置往往耗费很大，且难于找到影响风量分配的主要因素.运用计算流体力学(CFD)在工程中的应用，使得研究者可以利用计算机仿真技术，结合数学模型，代替真实系统进行研究，探明问题、缩短研制周期,减少反复试验造成的浪费.文献[2]利用ANSYS中的PFLOTRAN模块对机车牵引电机冷却风道内流场进行三维计算分析,获得了管道进出口压差和流量,为新型机车冷却管道的设计提供了依据.文献[3]利用Fluent 软件对内燃机车牵引电动机风道内流场进行三维计算分析，获得了风道进出口压差和流量的平衡，对风道进出口的尺寸和形状进行了优化.上述文献在机车风道设计中，用CFD的方法对风道流场进行了数值分析，并且在优化风道结构等方面进行了一些研究，但还未涉及对动车组牵引电机风道设计做数值分析.本文对动车组动车风道内流场进行了数值计算，对风道的设计方案进行了评估，继而为动车组风道设计方案的制定提供技术支持.研究动车组动车风道内流场的空气动力特性，其实质是流体流动问题.而流体运动是最复杂的物理行为之一，与结构设计领域中应力分析等问题相比，其建模与数值模拟要困难得多.动车风道内流场的空气流动是三维、定常、不可压缩流动.根据流场特点，描述空气流动的控制方程包括连续性方程、Reynolds 时均Navier-Stokes 方程(Reynolds-Averaged Navier-Stokes，简称RANS)以及湍流模型方程[4].计算湍流运动时，还需要附加湍流方程，本次计算采用了适用范围广，且工程计算中常用的标准k-ε湍流模型[5].在数值计算中，采用有限体积法中常用的SIMPLE算法对离散方程进行求解，离散方程时，对流项采用二阶迎风格式，粘性项采用二阶中心差分格式.图1(a)为风道内流场的三维计算模型.风道有1个进风口和2个出风口，空气由通风机吹入进风口.风道出口通向电机，共分两个子通道.风道的网格模型如图1(b)所示.风道出口由两端软风道组成.为了适应风道的模型结构，采用四面体非结构性网格划分，风道的网格单元数为750万，整体网格质量良好.2.1 工况1的计算结果分析首先试算在计算工况流量下风道的压降情况，压降为332.8 Pa.然后对比进口风压得到出口的风压值，以此设定为边界条件如表1所示.风道进出口体积流量相对误差为0.001 4%，小于0.5%，计算迭代582步收敛，采用二阶迎风格式，计算残差标准是10-3.风道的整体压力云图如图2所示，由图中可以看出，进风口处平均压力为3 256 Pa，出风口1处压力为2 799.6 Pa，出风口2处压力为2 799.3 Pa.图3是风道进、出口及风道中两个截面的压力分布.在软风道1进口的平均压力为2 824.8 Pa，出口的压力为2 799.6 Pa，所以软风道1压差为25.2 Pa.软风道2进口的平均压力为2 907.0 Pa，出口的压力为2 799.3 Pa，软风道2的压差为107.7 Pa.软风道的速度矢量分布如图4所示.从图中可以看出，软风道入口部位空气速度较大，由于软风道的结构特殊，因此在软风道的壁上褶皱区域存在部分涡流现象，由此产生一定的压力损失.整个风道的进风口和出风口(1、2)的流量统计分别为：1.484、0.732 、0.751 m3/s，出风口2与出风口1流量相对误差为2.60%.风道中各部分风压统计如下：进口压力为3 156.1 Pa，风道入口到软风道入口1压差为331.2 Pa，软风道1压差为25.2 Pa，风道入口到软风道入口2压差为249.0 Pa，软风道2压差为107.7 Pa，风道总压降为356.7 Pa.2.2 工况2的计算分析由于工况2的风量小，风道的压力损失比工况1小，为237.5 Pa.边界条件的设定如表2所示.风道进出口体积流量相对误差为0.000 13%，小于0.5%，计算迭代515步收敛，采用二阶迎风格式，计算残差标准是10-3.风道的整体压力云图如图5所示，从图中可以看出，进风口处平均压力为3 415.6 Pa，出风口1处压力为3 149.7 Pa，出风口2处压力为3 149.5 Pa，风道的压力损失为266.1 Pa.风道进风口的平均压力为3 415.6 Pa.在软风道1进口的平均压力为3 183.1 Pa，软风道1出口的压力为3 149.7 Pa，软风道压差为33.4 Pa.软风道2进口的平均压力为3 223.2 Pa，软风道2出口的压力为3 149.5 Pa，软风道压差为73.7 Pa.整个风道的进风口和出风口(1、2)的流量统计分别为：1.25、0.608、0.642 m3/s，出风口2与出风口1流相对误差为5.59%.工况2中风道风压统计如下：进口压力为3 415.6 Pa，风道入口到软风道入口1压差为232.5 Pa，软风道1压差为33.4 Pa，风道入口到软风道入口2压差为129.4 Pa，软风道2压差为73.7 Pa，风道总压降为266.1 Pa.要求出口压力不能低于2 000 Pa，所以设计方案满足设计要求. 通过对动车组牵引电机冷却风道三维内部流场两种计算工况的数值计算,得到风道内压力场和速度场的详细信息,分析结果得出如下结论:(1)在风道入口压力3 250 Pa、流量1.484 m3/s的工况下，风道进口平均静压是3 156.1 Pa，风道压力最大损失356.7 Pa，风道出风口1的出风量为0.732m3/s，风道出风口2的出风量为0.751 m3/s，风量相对误差是2.60%；(2)在风道入口压力3 500 Pa、流量1.25 m3/s的工况下，风道进口平均静压是3 415.6 Pa，工况2的风道压力最大损失266.1 Pa，风道出风口1的出风量为0.608 m3/s，风道出风口2的出风量为0.642 m3/s，风量相对误差是5.59%；(3)计算结果表明：风道的设计方案满足风压及风量均匀性的要求.【相关文献】[1]王巍，刘艳艳，介红恩，等．机车牵引电机通风机风道内部流动数值分析与结构改进[J].内燃机学报，2009(3) ：20-22．[2]王惠玉，芮斌，焦立新．机车牵引电机冷却风道空气流场的分析[J].内燃机车，2003(5) ：7-11．[3]张亚军，杜礼明．机车通风风道流体性能计算分析和优化[J].内燃机车，2013(3)：18-20．[4]田红旗．列车空气动力学[M].北京：中国铁道出版社，2007．[5]王福军．计算流体动力学分析[M] ．北京：清华大学出版社，2004．。

轨道车辆空调送风风道优化计算邢鹏;陈其功;王文坤;张克鹏【摘要】本文采用Fluent软件对某一轨道车辆空调送风风道进行数值模拟,获得了风道各个出风口的风量,并通过封堵风道内部静压隔板开孔的方式对流量分配进行优化,最终使风道出口的流量满足设计要求。

【期刊名称】《智能制造》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】5页(P51-55)【关键词】轨道车辆空调;送风风道;数值模拟;流量分配【作者】邢鹏;陈其功;王文坤;张克鹏【作者单位】[1]浙江盾安人工环境股份有限公司;[1]浙江盾安人工环境股份有限公司;[1]浙江盾安人工环境股份有限公司;[1]浙江盾安人工环境股份有限公司;【正文语种】中文【中图分类】TP180 引言轨道车辆空调送风风道出风口的风量决定了车厢内部的气流组织，直接影响车厢内的温度、速度分布和车厢的热舒适性[1-3]。

因此，风道出风口的风量与理论风量的偏差是评价风道性能的重要指标，在实际的设计生产中要将偏差限制在一定范围内，本文以某轨道车辆空调送风风道为研究对象，采用CFD方法计算风道的流量分配，并提出了优化方案使其满足设计要求。

1 研究对象空调送风风道安装在车厢的顶部，风道上部的进风口与双蜗壳离心风机相连，底部的出风口短管与乘客室相连。

本次计算选用的风道模型如图1所示，风道为静压风道，总长16.84m，总宽1.39m，高0.165m。

单侧风道有两个进口，进口处设置有导流板，导流板将进口的气流分为三路，第一路流向风道的两端，从风道两端底部的出风口流出，此流路上设置有两块网孔板，尺寸分别为284×80mm、320×80mm，厚度1.2mm，圆孔直径9mm；第二路从正对着进口的出风口流出；第三路流向风道中间区域，并从风道底部的出风口流出。

风道内部出风口正上方设置有梯形的隔板，厚度约1.2mm，在出风口正上方的隔板处开相应数量的方形孔，方形孔尺寸为43.2×80mm，气流穿过方形孔从相应的出风口流出。