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使用ESC数值模拟公交车车厢内温度场和空气流场

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铁路空调硬卧车内气流分布的数值模拟]

铁路空调硬卧车内气流分布的数值模拟]
环境绝大多数人的冷热感觉 , 是用来全面描述和评 价热环境的指标 ,该指标综合考虑了空气温度 、平均 辐射温度 、空气流速 、相对湿度 、人体活动程度及衣
服热阻六个因素 。对车厢里的个体乘客而言 ,衣着情 况和人体活动程度是相对固定的 , 由于车厢内空气 温度较低 (一般都低于 28 ℃) , 车厢内平均辐射温度
内的相对湿度对 PMV 的影响很小 。可见影响车厢 内人体热舒适性的两个主要因素是空气流速和温
度 ,因此求出车厢内的流场和温度场分布后 ,就可以 在此基础上用 PMV 指标分析车厢内人体热舒适
性 。PMV 的计算公式为[9 ]
PMV = [01 303exp ( - 0. 36 M) + 0. 028 ]{ M - W -
第 1 期 张登春 ,等 :铁路空调硬卧车内气流分布的数值模拟
133
一端配有单元式空调机组 ,通风方式为上部送风 ,即
在车厢顶部设有 11 个百叶送风口 (尺寸 300mm ×
480mm) ,送风口沿车厢长度方向均匀布置在每个
铺位隔挡的几何中心 ,采用均匀送风道以保证每个
速度场和温度场的相互影响 、强迫对流和自然对流 何参数为 : 净宽 2900mm ,净高 2700mm ,除去辅助
共存 、气固耦合等都成为车厢内气流数值计算的难 间车厢净长 18700mm 。车厢内共有 11 个间距为
点 。以往空调车内气流组织仅凭经验进行设计 ,然 1700mm 铺位隔 挡 , 每个 隔挡 的两 侧各有 尺 寸 为
21 2 控制方程
采用 稳 态 不 可 压 缩
N2S 雷诺时均 方程 , 用湍
流涡粘度模型处理雷诺应
力项 ,方程的封闭采用高 雷诺数 k - ε模型 ,并作如

基于空调车厢内气流分布的人体热舒适研究

基于空调车厢内气流分布的人体热舒适研究

基于空调车厢内气流分布的人体热舒适研究
张登春
【期刊名称】《湘潭矿业学院学报》
【年(卷),期】2003(18)2
【摘要】利用带浮升力效应的K—ε湍流模型对空调硬座车内三维素流流动和传热进行了数值模拟。

将人体散热和太阳辐射作为能量方程的附加源项,采用有限容积法将计算区域离散为均匀网格,用SIMPLE算法求解离散控制方程,研究了空调硬座车内空气流动速度、温度及热舒适性评价指标PMV分布规律。

研究结果为空调车内气流组织的优化设计提供依据,对改善车厢内人体热舒适环境具有指导意义。

图7,参8。

【总页数】4页(P18-21)
【关键词】K—ε湍流模型;空调车厢;气流组织;热舒适
【作者】张登春
【作者单位】湖南科技大学资源工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TB124;TU834.33
【相关文献】
1.空调列车车厢内夏季热舒适性的研究 [J], 张俊;廖胜明;陈焕新
2.辐射供冷空调系统下的人体热舒适性研究 [J], 高松;赵民;李扬;王宇昂;孟祥兆;顾兆林;金立文
3.全地形履带式卫生急救车车厢内气流组织及温度分布的数值模拟与试验研究 [J], 赵秀国;徐新喜;刘亚军;崔向东
4.空调客车内气流分布的人体热舒适性研究 [J], 向立平;王汉青
5.基于装甲车空调舱内气流分布的热舒适模糊综合评判 [J], 徐雯;王瑞君
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空调列车室内气流分布的数值模拟

空调列车室内气流分布的数值模拟

图)
中部送风、 送风速度 ! , (-./ 时纵剖面流场
（0） 送、 回风口的布置对空调列车室内流场影 响较大， 从图 (、 由于风口位于车顶 ! 中可以看出， 中部， 列车中部空气流动强度较大， 列车中部空调
’’
流
体
机
械
’""’ 年第 )" 卷第 . 期
边界层动量积分是近似解法的一种， 主要特 点是近似地求解边界层区域内流体的平均流动特 性。对式 （!） 中的动量微分方程在区间 ［ "， 进 !］ 行积分， 即： （! ） $$ # # # ! !" "" $ $ "" "$ ! % &# " $$ # ! & $$ !"$
（!） 流动为稳态紊流； （"） 忽略固体壁面间的热辐射， 车室内空气为 辐射透明介质； （#） 假设流场具有高紊流 !" 数， 流体的紊流 粘性具有各向同性； （$） 气流为低速不可压缩流动， 可忽略由流体 粘性力作功所引起的耗散热； （%） 不考虑漏风的影响， 认为空调列车室内气 密性良好。 根据以上假设， 空调列车室内空气流动与传 热数学模型以张量形式可描述如下： （&） 连续性方程 !#$ ’( !%$ （!） 运动方程 ! ! （ （’ * ! ［ （ * )） #$ # & ） ’ ) ! (） * ! ! % % " !$ !$ !%$ " " # # （! $ *! & ） + * （ *( ) * ） +］ ! !% & !%$ # $， & ’ &， !， " （"） 紊流流动能量方程 . ! !* ］ （ #$ * ） ［ （" * ") ） ’ ! * /’ !%$ ! !%$ ,- $* !%$ $ ’ &， !， " （#） 紊流脉动动能方程 ( * ! （ （") ! ） #$ ( ） ’ ! * 0 )! + ") ! % *# ! % % % , % !$ ! $ $( ! $ -! $ $ ’ &， !， " （$） 紊流脉动动能耗散率方程 ! %） （ #% （"$ ! （ 1 & 0 ) 1 !! ’ ! * %） $ ） %$ !%$ ! !%$ $ %! * * 1 "# + %") ! ( ,-!%$ 其中紊流脉动动能产生项： !#$ !# & ） !#$ （ 0 ’" * ) % % ! & ! $ !% & 紊流粘性系数表达式： $， & ’ &， !， " $ ’ &， !， " $ ’ &， !， " "

铁路空调车内气流组织的CFD模拟与实验研究

铁路空调车内气流组织的CFD模拟与实验研究

铁路空调车内气流组织的CFD模拟与实验研究
张登春
【期刊名称】《流体机械》
【年(卷),期】2004(032)005
【摘要】运用k-ε湍流模型对铁路空调硬座车内气流组织进行了数值模拟.研究了车厢内流场和温度场分布规律,并与实验结果进行了对照,两者基本一致.研究结果为车内气流组织优化设计提供了依据,对改善车厢内人体热舒适环境有指导意义.【总页数】4页(P56-59)
【作者】张登春
【作者单位】湖南科技大学,湖南湘潭,411201
【正文语种】中文
【中图分类】U270.38
【相关文献】
1.铁路空调客车内流场、温度场的数值模拟和实验研究 [J], 邓建强;冯诗愚;张早校;郁永章;靳谊勇
2.铁路空调客车车内气流组织的数值模拟 [J], 靳谊勇;郁永章
3.铁路空调客车内三维湍流流动及温度场的实验研究 [J], 高秀峰;冯诗愚;郁永章;邓建强
4.某洁净手术室气流组织的CFD模拟与实验验证 [J], 涂光备;陈雪芬
5.空调客车内气流组织与污染物浓度场数值模拟 [J], 向立平;王汉青
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陈江平_客车车厢内气流分布及传热数值分析_刘军朴

陈江平_客车车厢内气流分布及传热数值分析_刘军朴
( 3) 网格划分. 送风口和回风口处进行了局部 细化, 各个壁 面作为 非流体 单独划 分. 网 格划分: 45×104四面体网格、45×104 六面体网格和 72×104 四面体网格, 用来考虑网格对计算结果的影响. 1. 4 试验安排
实验测点布置见图 2, 中轴线布 3 点, 每点分别 测试 0. 4、1. 0、1. 6 m 3 个高度的温度, 左侧 5 点, 测
L+
LT R
×
g rad( E)
=
C1E
E k
P
-
C
2EQ
E2 k
( 7)
式中:
LT =
C
LQ
k2 E
( 8)
P′=
2 3
P
Qk
( 9)
P 项包含了流场中由于应力而产生的紊流项, 含有
5 个经验常数 CL, C1E, C2E, RK , RE, 通常情况下, 除了 靠近壁面的复杂流动以外, 5 个常数可以取标准值: CL= 0. 09; C1E= 1. 44; C2E= 1. 92; RK = 1. 0; RE= 1. 3. 靠近壁面粘性支层内, 流动和换热计算需采用壁面 函数法, 靠近壁面不划分网格, 把第 1 个与壁面相邻 的节点布置在旺盛紊流区域内. 1. 3 客车 CFD 模型
电话( T el . ) : 021-62933242; E -mail : jpch en@ s jt u. edu . cn
第 7 期
刘军朴, 等: 客车车厢内气流分布及传热数值分析
10 99
发展, 该技术的应用越来越普遍, 在许多领域获得了大 的成功[ 1, 2] . 然而, 对于客车空调这种大空间、存在自然 对流换热和强迫对流换热、辐射换热的场合, 数值模拟 方法仿真结果的准确程度需进一步验证[ 3, 4] .

城轨列车车厢内空调通风系统数值模拟及优化

城轨列车车厢内空调通风系统数值模拟及优化
风 系统 的送 风 、 回风 及排 风 的影 响 ，因此 优化 方案 主 要考 虑空 调通 风系 统 的送 回风方式 ，即送 回风 口 及 排风 口的位置 。本 文提 出 ２ 种 优化 方案 ：① 将排 风 口和 回风 口合并 于 车厢 内的座 位下 面 ；②将 排风
ｙ和 Ｚ分 别 为车箱 的长度 、宽度和 高度方 向。
基金项 目：广东省省部产学研结合引导项 目 （ ２ ｏ １ １ Ｂ ｏ ９ ｏ ４ ｏ ｏ ３ ３ ８ ） 作者简介 ：曹小林 （ １ ９ ６ ９ 一） ，男 ，湖南益 阳人 ，教授 ，博士。
图 １ 城轨列车车厢 的简化物理模型
１ ０ ６
中
国
铁
道
科
学
第 ３ ４卷
１ ． ２ 数 学模 型
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｎｏ ｖ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
城 轨 列 车 车厢 内空调 通 风 系统 数值 模 拟及 优 化
曹小林 ，李 江 ，曾 伟 ，孙 浩 ，杨 阳
（ 中南大学 能源科学与工程学院 ，湖南 长沙 ４ １ ０ ０ ８ ３ ）
摘
要 ：为解决城轨列车车厢 内上送上 回气流组织 方式存 在 的气 流短路 问题 ，提 出将 排风 口和回风 口合并
口设 于车厢 中部 位置 （ 车 厢 内部 照 明灯安 装位 置 ） ，
回风 口设在 车厢 的底 部 。采用 数值模 拟方 法和 对 比 分 析方 案 的优劣 。
１ 城 轨列 车 车厢 模 型
１ ． １ 简化 物理 模型
收稿 日 期 ：２ ０ １ ３ — ０ ４ — １ ０ ；修订 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ８ — １ ２
第３ ４ 卷 ， 第６ 期 ２ ０ １ ３年 １ １月

汽车空调箱内空气流动的数值模拟研究

汽车空调箱内空气流动的数值模拟研究

汽车空调箱内空气流动的数值模拟研究郭莹;李钢【摘要】The mathematical model of automobile air conditioning box is established. Combined with a single blow experiment of heat exchanger, the pressure loss of the air between evaporator and heater cores is calculated by using the porous media model. Through analyzing the velocity field and pressure field inside the heat exchangers, the air flow characteristic in the air conditioner is revealed. The results show that the pressure loss of the evaporator is small because of bigger windward areaof the evaporator. At the heater cores, its velocity field is non-uniform, because the channel expansion is not sufficient. Reflux occurs at the air conditioner edge, the heat transfer efficiency of the core is reduced. There is stronger vortex at the exit of the air conditioner. It is the main source of air conditioner’s pressure loss.%建立了汽车空调箱的数学模型，与换热器的单体吹风实验结合，采用多孔介质模型计算了空气在蒸发器与暖风芯体间的压力降。

基于Fluent的汽车车室舒适度数值模拟

基于Fluent的汽车车室舒适度数值模拟

图 ３不 同送风角度 时驾驶 员侧面速度分布云图 由图 ３ 分析出 ， 当角度增 大时 ， 速区域 高风 前移。送 风角度为 ３￣ 、 。 、 。 、０ ０ ４ ６ ５ ０ ７ 。时 ， 司 机 头 部 及 胸 部 区 域 的 风 速 范 围 大 致 为
００ － ．７ ｓ０１ ～ ． ｍ／ 、．２ ０８ ｍ／ 、 ．８ ０５ ｍ／ 、．５ ０７６ ｓ０１ ～ ．７ ｓ
摘 ￣： ＲＩ 俄 文 中发 明问题 解 决理论 的词 头 ， Ｔ Ｚ是 至今 已发 展 了 ６ 年 ， ＲＩ 已成为 解决发 明问题 的强 有力 的方 法 学。本 文是 介 绍 ０ Ｔ Ｚ 仁 皇药 业科研 人 员对 Ｔ Ｚ理论 的理 解 ， ＲＩ 以及 Ｔ Ｚ理论 在仁 皇 药业新 产 品研 发各 项工作 中应 用所取 得 的成 效和 经验 ， 对 下一步 ＲＩ 并 工作 做 出规 划和设 想 ， 高企 业的技 术 创新 能 力。 提
Ｔ Ｚ理论 在新 产 品研 发 中的应用 ＲＩ
崔玉海 孙 玉 艳 李 绍 铭 王 萍萍 韩 玉 玲 陈 曦 张 颖
（ 尔 滨仁 皇 药业 有 限公 司 黑 龙 江 省 重 点 实验 室 （ 哈 中药提 取 物 及 中药创 新 药物 研 究 实验 室 ）黑 龙 江 哈 尔滨 １０ ０ ） ． ５３ ０
引 言
随着经济的发展 ， 人们 的生活水平越来越 高 ，消费者在 购买 车时越来越重视汽车 的舒适 性能。Ｃ Ｄ商用软件能够形象直观 的模拟 出流 Ｆ 体的流动状 况 ， 于研究舒适度具有极高 的价 对 值。 孙学军嗨 利用 Ｆ ｅｔ ｌ ｎ软件对二维空调 车室 ｕ 进行 了数值 模拟 ， 计算 了在一定送风速度下 ， 不 同送风角度时空调车室 内空气流动 的热流场的 变化 。莫志姣 嘴 利用 Ｃ Ｄ进行数值模拟 ， Ｆ 研究 汽车室 内的速度场和温度场 ，分析送风位置和 气流组织对 人体舒适性的影响。 谷正气嘴 对轿 车室内空气三维流场和温度 场进 行了数 值模拟 研究 ，研究结果表明两侧 与中央送 风工 况下送 芬理 风量大 ， 暖制冷 的效果较好 。 目 ， 采 前 国内的一 些学者着重对 空调送风 的布置及送风通道进行 研究 ， 而对最基本的送风参数详尽研究 甚少。 本 文利用 Ｆｕｎ数 值模拟软件对轿车室 内的速度 ｌ ｔ ｅ 和温度 分布进行模拟计算 ，主要讨论 了不 同的 送风角度下车 内的温度场和速度场 ，对传统的 研究方法进行了改进 和提升 。 １模型与网格 的生成 本文是以奔腾 Ｂ ０ 调轿车为模型进行数 ７空 值模拟 ， 对车室结构模型进行简化 。 简化示意图

武汉理工-微型电动车车室气流流场和温度场的数值模拟_李秀芬

武汉理工-微型电动车车室气流流场和温度场的数值模拟_李秀芬

随着节能和环保问题的日益严峻，电动汽车成为“２１世纪绿色环保汽车”。

汽车公司也逐渐开始电动车的研制，车室内舒适性的研究也越来越重要。

室内流场和温度场研究的重要性引起世界各大汽车公司的广泛关注，通用、福特、日产及克莱斯勒等积极开展这一领域的研究。

车内的舒适性与气流流场和温度场有密切关系，合理的气流组织可使驾驶员或乘员获得合适的温度范围及新鲜的空气，从而降低驾驶员和乘员的旅途疲劳。

而车室内物理结构及外界环境直接影响室内的温度场与空气速度场的分布，因此，进行汽车室内空气流场的数值模拟研究，通过数值计算方法研究复杂几何边界形状、复杂热边界条件，以及小空间强迫对流、自然对流、辐射同时存在的复杂流动与传热问题，具有重要意义。

本文采用稳态不可压缩Ｎ－Ｓ雷诺时均方程，用湍流涡粘度模型处理雷诺应力项，方程的封闭采用高雷诺数Ｋ－∈模型，采用贴体坐标，应用整体法计算空调车室内气固耦合传热问题，并考虑了太阳辐射对温度场和强迫对流对空气流场的影响，对微型电动车空调车室内的三维空气流场和温度场的分布进行数值模拟研究。

１物理模型微型电动汽车室内物理结构复杂，其几何参数为：车室内长２．８ｍ，车室内宽１．３ｍ，车室内净高１．６ｍ；有两排座椅，其布置如图１所示。

座椅成微型电动车车室气流流场和温度场的数值模拟李秀芬黄妙华（武汉理工大学汽车工程学院）摘要空调车室内的速度场和温度场研究是空调车室内气流组织设计及车室内舒适环境评价和研究的基础。

本文采用稳态不可压缩Ｎ－Ｓ雷诺时均方程，用湍流涡粘度模型处理雷诺应力项，方程的封闭采用高雷诺数Ｋ－∈模型，应用整体法计算空调车室内气固耦合传热问题，并考虑了太阳辐射对温度场和强迫对流对空气流场的影响，对微型电动车空调车室内的三维空气流场和温度场的分布进行数值模拟研究，为电动车空调车室内舒适环境的优化提供了依据。

关键词：微型电动车三维流场温度场图１空调车室布置简图ａ）俯视图ｂ）前视图１００°夹角，前挡风玻璃与竖直面成４５°夹角；送风口布置在前面板上，有三个送风口，回风口有两种布置方式。

高速列车车内温度场与气流场研究

高速列车车内温度场与气流场研究

式中， 为温 度 ； Ａ为 流 体 导 热 系数 ； ｃ 。为定 压
比热 ． １ ． ２ 几何 模型
出， ２ １ ％ 的总风量从 车厢 两侧 内壁下 端送 出 ； 冬 季 运行 时 ， ３ ０ ％ 的总风量从 车厢 客室顶 板均 匀送 出 ， ２ １ ％ 的总风量 从 两侧 车 窗 下 端送 出 ， ４ ９ ％ 的 总 风 量 从 车厢两 侧 内壁 下端 送 出． 由于 送 风 总 量 以及 各 出风 口风 量 的 大小 已 知， 且 送风 均匀 ， 即送 风 口处选 用速 度人 口边界 条
高 速 列 车 车 内温 度 场 与气 流 场研 究
李 国清 ， 王 大智 ， 袭望 ， 韩璐 ， 刘斌
（ 中国北车集 团 唐 山轨道客车有 限责任公 司 产 品技术研究 中心 ， 河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ３ ５ ） 爿 ÷
摘
要： 应用 Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ软件对 高速 软卧车包 间内的温度场和气流场进行 了数值模拟 ， 基于非稳态 的双方
连 续性 方程 ：
ａ
调 系统 的性 能 ， 除 了与 空调 本 身 的性 能 及 机 组 的 大 小有 关外 ， 还 与 整 个 客 室 的热 环 境 和 空 气 的 品
质有重要的关联 ． 为 了改善旅 客乘车 的舒适性和 提 高运 行 的经济 性 ， 提升 空调 系统 能效 ， 高速 列 车 使 用 了 良好 的隔 热保 温 材 料 以及 密 封措 施 ． 国 内
第３ ４卷 第 ４期 ２ ０ １ ３年 ８月
大
连
交
通
大
学 学 报
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ４ Ａｕ ｇ． ２ ０１ ３
Ｊ ＯＵＲＮ ＡＬ Ｏ Ｆ ＤＡＬ Ｉ ＡＮ Ｊ Ｉ ＡＯＴ ０Ｎ Ｇ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ

载人车室内部空气流场温度场的数值模拟

载人车室内部空气流场温度场的数值模拟

载人车室内部空气流场温度场的数值模拟
陈江平;刘维华
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】1999(021)005
【摘要】本文通过人体热特性分析，讨论了人体热边界条件的确定，在载人车室内部空气流动数值计算的基础上，对人体的热边界条件的选取进行了研究探讨，在此基础上建立了数字式暖体假人模型，为汽车空调热舒适性研究提供分析工具。

【总页数】5页(P309-313)
【作者】陈江平;刘维华
【作者单位】上海交通大学;上海交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】U463.851
【相关文献】
1.地铁车贯通道内空气流场与温度场的数值模拟 [J], 王东屏;王斌;李鹏;斯琴
2.HPMO作用下铸锭内部电磁场、流场和温度场的数值模拟 [J], 赵静;徐智帅
3.使用ESC数值模拟公交车车厢内温度场和空气流场 [J], 张才三;付彬
4.高原环境柴油机喷嘴内部流场与缸内温度场的三维数值模拟 [J], 李华莹;刘建敏;郭猛超
5.载人列车车厢内空气流场温度场数值模拟 [J], 张登春;翁培奋
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高速列车舱内气流分布的数值模拟

高速列车舱内气流分布的数值模拟

文章编号:1001-8360(2000)02-0026-05高速列车舱内气流分布的数值模拟庄达民1,　林国华2,　袁修干1(1北京航空航天大学飞行器设计与应用力学系,北京　100083;　2中国科学院力学研究所L N M,北京　100080)摘　要:高速列车的高密闭性要求空调座舱满足驾驶员和旅客的热舒适性要求,而传统的舱内通风设计依赖自由射流的经验公式,确定座舱内温度场和速度场的方法,因无法考虑送排风气流和室内障碍物的影响,通风设计很大程度上依赖于模型实验。

本文对旅客车厢采用传统的有限差分法,将送排风气流与车厢形状及座椅作为一体来考虑,通过计算机来模拟车厢内温度场和速度场,以及确定出送风速度和送风温差;对驾驶室,根据高速列车机车形状,采用贴体网格生成法和计算机仿真技术模拟了三维驾驶室形状及室内气流分布。

关键词:高速列车;通风设计;气流分布;数值计算中图分类号:U238 文献标识码:ASimulation of air distribution in cabin of high speed trainZHUA NG Da-min1,　LIN Guo-hua2,　YUAN Xiu-gan1(1Dept.of Fligh t Veh icle and Applied M echanics,Beijing University of Aer on autics and Astronautics,Beijing100083,Ch ina;　2L aboratory for Nonlinear M ech anics of Continuous M edia Ins titute of M echanics,C hinese Academy of Sciences,Beijing100080,Chin a)Abstract:For the character istic of hig h closing in cabin of hig h speed train,the v entilation desig n sho uld ensure passengers'safety and com for t.Since the traditional method of temperature and velocity distribution depending on free jet ex perimental equatio ns cannot consider the effects of push-pull flow and obstacle,the v entilation de-sign mainly depends o n modeling ex periment.By regarding the push-pull flow and the shape of cabin and seats as a integer,the sim ulation method by using the difference technique or the body-fitted coo rdinate may simulate directly the tem perature and velocity distributio n to ensure the demand of co mfo rtable air conditioner,and the requir ed feeding velocity and feeding temperature difference may be obtained conveniently.Keywords:hig h speed train;ventilation desig n;air distribution;numerical calculation 高速列车是我国目前正在开发研究中的重大科研项目。

通勤动车组客室气流组织的数值模拟

通勤动车组客室气流组织的数值模拟

通勤动车组客室气流组织的数值模拟作者：李行，肖云华，刘洋来源：《中国科技博览》2013年第27期[摘要]本文采用fluent软件中的K-ε湍流模型对通勤动车组室内三维流场和温度场进行了数值模拟分析，将客室照明、音响及人体散热作为能量方程的附加能量源项。

采用有限差分法对控制方程进行离散，用SIMPLE算法计算了客室空气流动和传热问题。

预测其流场和温度场分布情况，研究结果为客室内气流组织的优化设计提供了可靠依据。

[关键词] 通勤动车组；温度场；速度场；气流组织；数值模拟中图分类号：U452 文献标识码：A 文章编号：1.引言对于动车组车辆，空气的速度场、温度场是客室气流组织设计及室内舒适环境评价的基础。

高速行驶的列车要求车厢具有很好的密闭性，而密闭车内环境主要依靠空调、通风系统来维持。

车厢内存在的主要问题是温度分布不均匀，这将极大的影响乘客的舒适性。

通过对影响车内流场的各因素分析，可以有针对性的改进所存在的问题，达到有效利用能源和改善车内空气品质、提高空调系统舒适性的目的。

送风口的入流条件作为客室空气流动的动力来源，其设计对空调车内气流组织有较大的影响。

气流组织的研究主要包括速度场、温度场分布，通过数值模拟计算可有效预测车内气流组织，从而保证空调系统设计满足舒适性要求。

很多技术人员已经进行过类似的研究，并在工程项目中应用[1-4]。

本文针对通勤动车组项目，建立了客室无人状态三维模型，采用K-ε湍流模型，考虑车内人体，灯光等因素的影响，对第二类边界条件下的客室内气流组织进行了模拟计算，并对车内温度场和速度场进行了分析。

2.模型建立2.1物理模型以通勤动车组T车为研究对象，其结构为车长=22800mm，车宽=3100mm，净高=3800mm，车厢设座椅方式为横纵结合，依据车辆客室尺寸构建半节车厢无人状态三维模型如图1所示。

通风方式为顶部送风，即在车厢顶部对称设有9对孔板送风口（尺寸868mm×80mm），送风口采用N点风口模型替换格栅风口（N=2），出流方向张角为60°，风口模型如图2所示。

空调车室气流流场和温度场的数值模拟

空调车室气流流场和温度场的数值模拟
) 168 )
在采用整体法求解时, 固体区与 流体区的 导热系数采 取 各自的实际值, 但固体区中的比热容 应采用流 体区的比热 容 值, 即车厢体和座椅等固体区域的比 热容应采 用空气的比 热 容, 这样才能保证气固耦合界面上物理 上的连续性。
3) 流体区域中的孤立物体的 处理 当固体区域与计算 边界相邻接 时( 如 车厢体) , 可以 采用 把固体区作为粘性无限大的流体区的方法来保证固体区中的 速度为零。对于固体处在流场中间( 如座椅) 而不与计 算边界 相连时, 就应采用其它方法, 如: 若采用 SIMPLE 系列算 法计算 压力修正值时, 应使孤岛区各速度 修正值计算公式的 系数取 一个很小的值, 如 10- 25, 以使孤岛区中各速度修正值也为零。 采用整体求解法, 就应 把车 厢体、座椅 等固 体区 域和 车 室内空气区域整体建模, 特别注意空 调送风口 和回风口的 位 置。且必须事先估计流场中流体的梯度 变化较大的 地方, 在 这些地方, 网格 必须作 适当 的调 整。在数 值模拟 中, 网格 的 精密程度影响计算结果的精确性和 收敛性。对于 空调车室, 在送风口、回风口以及贴壁处的梯 度变化较大, 因此, 网格 在 这些地方应密一些。 在对空调车室内空气流场和温度场 的数值模拟 中, 由 于 车厢体及座椅等的形状复杂, 所以有 许多复杂 的区域及其 边 界不可能与现有的各种坐标系正好相符, 于是 可采用贴体 坐 标系, 即: 采用计算的方法来造成一种坐 标系, 其各坐标轴 恰 与被计算物体的边界相适应。
ABSTRACT:The research on flow field and temperature field of air flow in air - conditional automobile cabin is the base of organization design of air- flow and comfortable environment evaluation and research in air - conditional automobile cabin. The numerical simulation of air flow field in automobile cabin is a heat transfer problem which includes complex heat boundary condition and couple of air and solid. The paper introduces the mathematic model of air flow in cabin dealing with complex boundary condition, and expatiates the problem that must be noticed when integer solving method is adopted, the comparison with SIMPLE and SIMPLER arithmetic, and the method for dealing with all terms in universal differential function. At last, two dimensional air flow and temperature field in automobile cabin is simulated by ANSYS/ FLOTRAN software, and the feasibility of the finite element software in numerical simulation to air- conditional automobile cabin is demonstrated. KEYWORDS: Air- conditional automobile cabin; Flow field;Temperature field; Numerical simulation

地铁车空调风道及车室内气流组织数值仿真_于淼

地铁车空调风道及车室内气流组织数值仿真_于淼

第2 期
于淼， 等：地铁车空调风道及车室内气流组织数值仿真
17
时， 还需要附加湍流方程， 本计算采用了有适用范 围广、 经济和合理的精度， 且工程流场计算中常用 的标准 kε 湍流模型为主要计算工具． 采用 kε 双方程模型对空调领域多种流型的计算结果显 示， 该模型优于其他模型．
影响到地铁车室内气流组织其中包括车内温度场静压式送风风道断面三维模型
2． 2
车体的构成和计算模型 地铁 TC 车 （ 头车 ） 车体及乘客计算模型， 车
置为压力出口， 工厂提供的车体传热系数为 2． 4 2 2 W / m K， 车窗传热系数为 3． 1 W / m K， 车门传热系
2 为数 4． 6 W / m K， 按整车车厢内满员 226 人计算， 送风口使用导风格栅进行散流．
地铁车空调风道及车室内气流组织数值仿真
1 1 2 2 王东屏 ， 袭望 ， 黄少东 于淼 ，
（ 1． 大连交通大学 机械工程学院 ， 辽宁 大连 116028 ；2． 中国北车集团 唐山轨道客车有限责任公司 ， 河 北 唐山 063035 ） * 摘 — —FLUENT 对空调风道及车厢内部 要：以某厂地铁车厢头车为研究对象， 结合计算流体力学软件 —
图3 地铁头车车厢内的送风和排风方式
参数设置
对地铁车结构进行了分析， 简化处理了地铁头 车计算模型， 仅考虑地铁车厢内空气流通主要空 间、 座椅及人对气流的影响， 并假设人员不走动． 因 此， 边界设置为固定客室内壁面、 坐椅表面及人员 表面为壁面参数， 送风口作为计算进风边界条件， 回风口和废排风口为计算出风边界条件， 给定车厢 内的送风量和司机室内的送风量， 忽略车厢空气泄 漏． 设置的参数为车辆运行状态下的车内温度场和 流速场分布的初始条件． 具体参数如下：车厢外温 度取为 35℃ ， 冷风入口温度取为 18℃ ， 废排出口设

基于CFD的城市轨道交通车厢空气质量模拟分析

基于CFD的城市轨道交通车厢空气质量模拟分析
由于城市轨道交通车厢内的污染物种类可能很 多，包括化学性的气体污染物 TVOC、生物性污染细 菌病毒、物理性污染悬浮颗粒物 PM2.5 等，这些污染 物的存在对于公共安全具有较大影响，特别是新冠疫 情的可能长期存在，更需要对公共空间的污染物分布 进行科学分析，制定更有针对性更有效的车厢内环境 控制方法。Ai 等[10] 和 Allen 等[11] 等指出，示踪气体 模拟飞沫核是研究飞沫核在人工环境中传播的更合 适的方法，并且在实验与 CFD 模拟中飞沫核的空间 分布非常接近 CO2。由于 CO2 具有污染物浓度的代 表性特性，与其他污染物的浓度具有较好的相关性[12]， 因此通过分析 CO2 分布规律可以表征其他各种污染 物浓度在车厢内的分布情况。
冯劲梅， 蔡加熙， 朱倩翎， 丁业凤
（上海应用技术大学 城市建设与安全工程学院，上海 201418）
摘 要：城市轨道交通车厢的人员密度较高，车厢内的空气质量对乘坐体验及健康具有显著影响。 以城市轨道交通列车车厢为例，采用 CFD 软件 Fluent2019 对正常载客情况下轨交车厢内空气质量进 行数值模拟，分析空调送风风速为 2、2.5、3 m/s 和送风角度 30°、45°、90°的温度场、速度场、污染物浓度 场情况，提出在常态化防疫背景下，保证车厢最佳的空气流通率的通风方式为上送下回，送风速度为 3 m/s、 送风角度为垂直 90°。 关键词：轨道交通车厢；计算流体动力学；空气质量；通风方案 中图分类号：U121 文献标志码：A
湍流动能 0.012 091 305/0.017 867 579/
0.024 582 887 0.000 869 115
N.A
湍流耗散率 0.015 676 315/0.028 160 008/
0.045 444 732 0.000 902 175

出行 就是要舒服

出行 就是要舒服

8.地铁中是如何保持空气流通的？
地铁换气法是一种在区间隧道的顶部相隔一定距离开设一个与外界大气直接 接触的通风竖井，使外界的空气与隧道内的空气实现交换，从而达到控制地下空 间空气温度、湿度以及空气流速和品质的目的。
在正常运行时，隧道内的空气直接和外界的大气接触，排除余热余湿，一旦
发生火灾，烟气可直接从通风竖井排除隧道，同时为乘客和消防人员提供必需的 新鲜空气，引导乘客安全迅速地撤离火灾现场。
工作效率也高。
舒适度还与室内外温度差有关,当室内温度比室外温度低10度时,人的身体就 感到不舒服,易患感冒。一般要求室内外温差不应大于7度。
3.影响人体热舒适的物理参数有哪些?它们之间的关系如何?
主要有空气温度、相对湿度、风速、湍流强度、平均辐射温度。 这些因素主要通过影响人体和环境的换热来影响人体热舒适。
为使调温空气流入并分布于舱内，在舱内造成合适的温度和速度分布，以保 证舱内的舒适环境条件。
通风空气由空气分配系统的供气喷嘴流入座舱，在舱内流动和通风换气，最
后从排气口流出座舱。旅客机座舱空气分配系统要求气流噪声小、舱内温度和速
度场均匀。客舱内气流速度一般不超过0.2米/秒。为每个乘客备有个人通风喷嘴 ，旅客可随意开、闭，调节通风量和气流方向。
温度风速湍流强度影响人体的对流换热，平均辐射温度影响人体的辐射换 热，相对湿度影响潜热换热。这些因素是相互耦合的关系，和人体产热达成热 平衡。
4.什么是需求出汗率（Sweat Rate Required）?
需求出汗率（Sweat Rate Required） 用于测量在当前的湿度、风速和皮 肤湿度条件下，通过皮肤表面的汗液蒸发最大可以散发体内的多少热量。
8.地铁中是如何保持空气流通的？ 9.FloEFD里面的影响.pdf 2.使用ESC数值模拟公交车车厢内温度场和空气流场.pdf 3.坐得更舒服.pdf 4.基于FloEFD软件的客舱舒适度分析.pptx 5.地铁空调送风风道出风均匀性数值模拟与优化.pdf 6.高速列车客室内部流场计算流体动力学数值模拟.pdf

硬座空调客车数值流模拟及通风系统设计

硬座空调客车数值流模拟及通风系统设计

摘要随着我国铁路第六次提速，旅客对空调列车的舒适性提出了更高的要求。

但当前空调列车的空气品质与旅客的期望值仍有差距，主要表现在关键部位PMV 不达标，影响了旅客的舒适性，因此对改进列车空调系统的呼声愈来愈高。

由于不同的通风方式及送排风口位置会产生不同的气流组织，因此本文选取顶下送上排通风(准置换通风)进行仿真研究，以便对目前列车空调系统的改进提出理论依据。

在模拟中突出了以人为本的研究理念，根据铁标规定选取旅客坐姿的高度进行气流组织研究。

由于美国Fluent公司专门用于暖通空调领域的Airpak软件具有快速地建模功能，强大的求解器及后处理显示功能，因此本文采用该软件对硬座空调空调车的不同通风方式进行数值模拟。

对模型进行简化并对准置换通风方式建模，确定边界条件，进行送风参数的模拟，对典型截面的PMV值、温度分布、速度分布分析，得出了很多有益的结论。

通过研究发现，用数值模拟的方法分析和评价车厢内气流组织是可行的；本文结合人体适宜的舒适温度，PMV值和风速的要求，对上送下排的送气方法的模拟表明，车厢内乘客乘坐位置处风速和温度变化较小，PMV接近于零，乘客感觉舒适。

关键词:数值模拟；准置换通风；通风系统；空气品质ABSTRACTWith the sixth China railway speed up, the passengers call for higher request to comfort of the air-conditioning train. But there is still a gap between air quality and people’s expect ed value, mostly are bad PMV in crucial section affect the passengers. Therefore improving the voice of the train air conditioning system is rising. As different ventilation and exhaust outlet location will have to send different air flow, this article simulate and research the displacement ventilation in order to bring up theoretical basis for the train air conditioning system currently. It is highlighting the concept of people-oriented in the simulation, selected the height of seated passengers to pursue air flow research according to the provisions of Railway standard.As software that dedicated to HVAC field developed by Fluent companies in the U.S., Airpak has modeling function with fast and powerful solver and post-processing display, this article uses the software on the hard seat air conditioning train to simulate different ventilation. Use the software, we can simplify the model and modeling displacement ventilation, determine the boundary conditions, simulate the inlet parameters, make the analysis of typical cross-section of the PMV value, temperature distribution, velocity distribution, obtained a lot of useful conclusions. Through the study we found it is feasible that use the method of numerical simulation to analysis and evaluate air flow inside; this paper suit for the comfortable body temperature, PMV value and wind speed requirements, the simulation of the displacement ventilation method show that the position where the passengers seat has lower wind speed and temperature, PMV is close to zero, passengers feel comfortable.Keywords: numerical simulation; displacement ventilation;air-conditioningsystem; quality of air目录第一章绪论 (1)一、设计的目的及意义 (1)（一）对新风量的要求 (1)（二）对气流组织，噪声的新要求 (1)（三）新的舒适度评价指标 (1)二、列车通风系统的现状设计 (3)（一）国内铁路列车通风系统的发展 (3)（二）国外铁路列车通风系统的发展 (4)三、设计的内容及方法 (5)（一）设计内容 (5)（二）设计方法 (5)第二章数学模型及模拟方法 (7)一、流动的数学物理模型 (7)（一）控制方程 (7)（二）紊流模型 (8)二、边界条件的确定 (9)三、模型的离散求解 (11)（一）空间离散格式 (11)（二）常用离散控制方程组的求解方法 (11)四、通风系统的热舒适性能评价指标 (12)（一）空气龄指标 (12)（二）PMV-PPD指标 (13)五、Airpak软件介绍 (14)（一）Airpak软件在列车空调设计中的优势 (14)（二）Airpak软件用于室内流场模拟的优点 (15)第三章车厢内空调管路设计 (17)一、空调系统进风口的基本结构 (17)二、风道的布置 (17)三、空调热负荷计算 (19)（一）车体隔热壁传入车内的热量 (21)（二）太阳辐射热的计算 (22)（三）车内人员热负荷 (23)（四）车内机电设备散热量 (23)（五）热量 (24)（六）散热量 (24)第四章上送下排方式气流组织模拟 (25)一、模型的建立 (25)（一）建立车厢 (25)（二）设置车厢内影响气流和温度的设备 (25)（三）通风口的建立 (31)二、网格的划分和计算设置 (35)（一）优先级的设定 (35)（二）划分网格 (36)三、计算结果及分析 (38)结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)第一章绪论一、设计的目的及意义伴随着2007年4月18日开始的我国铁路第六次提速，国内主要干线的时速已经提至200公里，同时空调列车已经成为客运的主流车型。

车室内流场论文：皮卡车空调和太阳辐射对乘客舱内热流场的影响研究

车室内流场论文：皮卡车空调和太阳辐射对乘客舱内热流场的影响研究

车室内流场论文：皮卡车空调和太阳辐射对乘客舱内热流场的影响研究【中文摘要】随着汽车工业的快速发展,人们对乘客舱的舒适性要求越来越高。

人机工程的发展提高了乘客舱的乘坐舒适性,但乘客舱的热舒适性还没有得到足够的重视。

乘客舱内空气速度场和温度场的分布对乘员的身体、身心健康有重要影响,这种影响通过车室内气流组织特性表现出来。

乘客舱热舒适性的调节主要依靠车室内空调系统。

随着计算流体动力学(CFD)的发展,运用CFD方法对空调车室内流场进行数值模拟是行之有效的。

现今对内流场的数值模拟研究鲜有针对皮卡车乘客舱,本文即是以某企业生产的皮卡车为研究对象,从空调和太阳辐射两方面来研究乘客舱内的热流场。

本课题依托工业产品环境适应性国家重点实验室汽车发动机舱流场与温度场分析项目,并且是该皮卡车型空调风道分析改进项扩展研究。

本文先采用CFD数值模拟方法对空调风道进行数值分析并进行结构改进,在空调风道各出风量比例达到设计开发值的基础上再对室内流场进行数值分析,以研究空调的送风速度、送风温度以及太阳辐射对乘客舱内热流场的影响。

本文的主要工作包括对该款皮卡车室的真实三维模型进行必要简化并对其进行网格划分,选择FLUENT中的RNGК-ε湍流模型和S2S 辐射模型对车室内流场进行数值模拟。

利用后处理软件Tecplot对数值计算结果进行可视化处理,得到各分析截面的速度场和温度场的分布情况。

利用热舒适性的两个评价指标PMV和PPD,对车室内驾驶员附近区域进行了热舒适性评价。

分析结果显示,送风速度的增大不但会增大室内空气的速度,还因单位时间进入室内空气量增大使得室内温度降低;送风温度的增大会增大室内空气的温度,对车室内的速度影响比较小。

但若送风温度差值很大,将会改变空气的流谱形式,从而影响室内空气的速度场;太阳辐射对室内空气速度影响比较小,但会增大室内空气的温度,增加空调的热负荷。

因此,在研究室内热流场和热舒适性时,不得不考虑空调参数和太阳辐射的影响。

轿车座舱内流场的数值模拟研究

轿车座舱内流场的数值模拟研究

轿车座舱内流场的数值模拟研究肖红林;李洪亮;王远;王务林【摘要】应用RNG k-ε湍流模型,对某款轿车座舱内空气三维流场和温度场进行了数值模拟.分析了给风速度大小、方向和温度以及给、回风口位置对座舱内的气流场和温度场的影响.%Using RNG k-ε turbulent model, a numerical simulation on the 3D flow field and temperature field of air in the passenger compartment of a car is performed. The influence of the magnitude and direction of velocity and the temperature of inlet air as well as the location of air inlet and outlet on the flow and temperature fields is analyzed.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2011(033)001【总页数】7页(P31-37)【关键词】轿车座舱;数值模拟;流场;湍流模型【作者】肖红林;李洪亮;王远;王务林【作者单位】天津大学机械工程学院,天津,300072;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162【正文语种】中文前言轿车座舱热环境直接影响驾驶员和乘客的精神状态。

舒适的热环境可以使人员减轻疲劳、改善心情,从而提高工作效率和驾驶安全性。

座舱内热舒适程度不仅是汽车豪华程度的标志,而且也是提高汽车产品竞争力的重要因素。

轿车座舱包括速度场和温度场在内的流场模拟,是轿车座舱内气流组织设计及环境舒适性评价与研究的基础。

由于座舱内结构复杂、运行环境温差大、人员变化大、速度场和温度场相互影响、强迫对流和自然对流共存以及气固耦合等因素的存在,用实验方法研究座舱内部的气流组织具有相当大的难度。

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・ 62・ 降低了平衡肘撞击限位器的概率，根据估算可以达 到 50% 以上. 由于采用了一种有效的控制策 略， 提高了原旋转叶片式减振器的使用寿命. 但是离大 规模列装还有很长一段路要走. 且这些技术同国外 最先进的智能悬挂技术相比还有较大的差距，仍需 要自力更生、奋发图强.
t
= C
式中 1. 3
解算方法 对于数值求解方法可应用有限差分法离散控制
微分方 程，应 用 SIMPLEST 算 法 求 解 离 散 控 制 方 程. 1. 4 车厢内的空气流动状态 车厢内空调送风速度比较低，且空调车厢空间 小，需同时考虑强迫对流和自然对流的影响. 空调 器的送风口射流送风对车室内的空气形成卷吸作 用，对车室内的空气形成强烈的扰动，车室内的空 气由于温度分布的不均匀而在浮升力的作用下会形 成局部的流动. 因此，车室内的空气流动状况是非 常复杂的，是典型的紊流流动.
i ［ 2］
， （6） （7） （8） （9）
.
- P1 Uj =
! P1 t ， PSc 1t ! x j !P t ， Sc t ! x j
( )
j
- PU j P' = 式中
( )
I 为湍流运动能量； Pr t 为湍 流 普 朗 特 数；
Sc 1t 和 Sc t 分别为空气中的水蒸气和其它组分的湍流 史密特数. 用标准两方程 I - 9 模型时，湍流粘度用下式 估计： I2 ， （ l0 ） 9 9 为湍流运动能量扩散的速度；C 为常数.
2004 年第 4 期
车 辆 与 动 力 技 术 VehicIe & Power TechnoIogy
总第 96 期
文章编号：1009 4687 （ 2004 ） 04 0045 04
使用 ESC 数值模拟公交车车厢内 温度场和空气流场
张才三 ，
摘
付
彬
（ 北京理工大学机械与车辆工程学院，北京 100081 ） 要：使用 I - DEAS 中电子系统冷却模块模拟了某型电动公交车内的温度分布和空气流速分布，其中详细的给
mm X 450 mm X 900 mm，其中坐椅共有 29 个，前 后共有 ll 排. 入风口是位于车厢顶部的矩形 340 mm X l 600 mm. 回风口位于车厢的两侧上部，共简化为 8 个， 每个 40 mm X l0 mm. 图 l 为简化后的车厢模型.
图l
简化后的车厢模型
力为一个标准大气压.
量通过使用一个 Boussinesg 旋涡粘度假设来评估， 也就是模型： - PU i U j = !U PI + ( !!U )- 2 3 x !x !T - PU h' = ( ， Pr ! x )
i j t j i t j t ij
动量守恒和能量守恒的非线性偏微分方程和描述复 杂的三维几何体中的其它组分的方程. 它是用一种 基于单元的有限容积法和一种耦合的代数多网格法 来离散和解算控制方程的. 物理模型包括层流或湍 流、不可压缩或可压缩流体、自然对流、参考体的 旋转框架、多孔障碍物、相对湿度和流体流动、热 量传递的总体边界条件 1. 1 控制方程 ESC 解算的控制方程是三维流体流动的时均纳 维 - 斯托克斯方程. 这些方程描述了流体质量、动 量和能量的守恒，还描述了可能出现在流体中的数 量不大的水蒸气或某种其它组分的守恒. 控制方程 形式如下： ! 流体质量守恒方程 （ PU j ） !P ! + = 0， （l） t ! ! xj 对不可压缩流动和可压缩流动都有效. 方 方程 （l） 程中 U j 为 x j 方向上的时均速度量. " 一般流动的动量守恒方程 （ PU j ） ! （ PU i U j ） ! !P + =+ !t ! xi ! xj ! Uj - PU i U j + S U j ， （2） ! xi j 方程中的不同项是瞬态项，对流项，压力梯度项， ! ! xi
ZHANG Cai-san ， FU Bin
（ SchooI of MechanicaI and VehicuIar Engineering，Beijing Institute of TechnoIogy，Beijing 100081 ，China）
Abstract ：With eIectronic cooIing system of I-DEAS ，a certain eIectric vehicIes 'temperature distribution and veIocity of fIow is numericaI simuIated in this paper. Besides，there are the mathematic modeI and process of numericaI simuIation. After numericaI simuIation and contrasting different vaIue of Vent's FIuX and temperature ，the resuIt proves that the choice of air-condition parameters is reasonabIe. Key words：temperature；veIocity of fIow ；numericaI simuIation 无论是普通公交车还是电动客车，舒适性送风 控制均成为重要的研究课题. 热舒适性（ thermaIcomfort） 这一术语在研究人体对热环境的主观热反 应时已被广泛使用. 影响热舒适的主要因素有：温 度、相对湿度、平均辐射温度、风速、衣服热阻和 劳动强度. 空调客车车厢内热舒适性与空气温度 场、速度场密切相关. 研究空调车室内空气速度分 布、温度分布、送风参数与送风位置对空气流场与 人体舒适性的影响，从而获得最佳动态送风控制规 律，不仅可以实现汽车空调系统的舒适性控制，而
(
)
2
建立几何和物理模型
车厢内部的结构比较复杂，包括座椅、车门、
（3） 方程中 h 和 h' 分别为时均静态焓和脉动静态焓； T 为温度； - PU j h' 为雷诺流量； S h 为能量的源项； I 为导热系数；c p 为常压下的比热. 1. 2 湍流模型 在 ESC 中，流动可以作为层流或湍流来解算. 车窗、车厢护围和扶手等设施. 对于温度场的研究 不必将所有的设施全部建立出来，扶手对于车厢内 空气流动和温度的分布影响均不大，所以在建模型 的时候可以省略. 由于车厢内的座椅较多，所占的 体积较大，对空气的流动和温度场有显著的影响，
收稿日期：2004 05 19 作者简介：张才三 （ 1950 ） ，男，副教授.
・ 46 ・
车辆与动力技术
2004 年
本研究主要使用湍流模型 （ 固定粘度模型，混合长
1
数学模型
在 ESC 中，流体解算器可以计算质量 守 恒、
度模型和标准 I - 9 两方程模型） 来模拟雷诺 （ 或湍
［ 4］ . 用这 3 种模型，雷诺压力和流 流） 压力和流量
・ 48・
车辆与动力技术
2OO4 年
图3
பைடு நூலகம்
车厢内的空气流动速度
2 ）车厢内的温度分布情况 图 4 车厢内的温度分布图. 车厢内的最高温度 是 25C ，最低温度是 l5C . 在进风口的附近温度
较低，为 l5 ~ l8C 之间，车厢中部和底部温度较 高，底部温度在 23 ~ 25C 之间，车厢中部温度在 22C 左右.
# 同时改变进风口的流量为 5 OOOM / h，温度 为 23C . 重新计算得出，风速最大值为 3. 56 m / S， 最小值为 l. l7 mm / S；车厢内最高温度为 27. 4C ， 最低温度为 23C ；车厢中部温度在 26. 3C 左右. $ 由上面几种情况的计算结果可以看出： 车厢内空气的流动速度主要由进风口的流量决 定，当流量增加时，空气的流动速度也随之明显增 大，流速的最大值达到 3. 72 m / S；当流量不变而 温度升高时，空气流动速度也会发生改变，但变化 不大，流速的最大值为 2. 26 m / S，与图 3 中的最大 值 2. 38m / S 相差不大. （ 下转第 62 页）
出了 ESC 模块所使用的数学模型，并且对进风口的流量和温度给出不同参数进行模拟对比，从而验证了其空调选 择的合理性. 关键词：温度；流体速度；模拟计算 中图分类号：Tk121 文献标识码：A
Numerical Simulation of Temperature Distribution and Air-flow Field Inside a Bus Compartment by using ESC
［ 1］ 且也为开发节能型汽车空调奠定基础 .
作者使用 I - DEAS 中的 ESC （ 电子冷却系统） 模块，对北京理工大学所研制的某型电动公交大客 车的车厢内部温度场和空气流场进行了模拟计算. 模型采用 ! - ! 三维紊流模型，应用有限单元法计 算了空调汽车车室内气固耦合传热问题，对空调车 室内气流组织，主要是对速度场和温度场进行了数 值模拟.
3 ） 热源：即车厢的底部由电池仓散热而产生 的受热部分，采用自由 3 节点网格，边长为 0. 003 m，由于是对流换热，故需要定义其表面粗糙度为 0. 0005 m，每一单位面积所发出的功率为 200 W， 共有 l0 个单位面积分布在车厢的底部. 4 ） 车内的空间：采用 4 节点立体网格，由于 空间较大，故网格的边长为 0. 0l m. 网格划分如 图 2 所示.
图4
车厢内的温度分布情况
3 ） 进风口参数对车厢内风速、温度的影响 ! 改 变 进 风 口 的 流 量 为 5 OOOM / h，温 度 不 变. 重新计算得出，风速最大值为 3. 72m / S，最小 值为 l. 27mm / S、车厢内最高温度为 24. 7C ，最低 温度为 l5C ；进 风 口 附 近 的 温 度 较 低，在 l5 ~ l7. 4C 之间，车厢中部和底部温度较高，底部温度 在 22. 3 ~ 24. 7C 之间，车厢中部温度在 2lC 左右. " 改变进风口的温度为 23C ，进风流量不变. 重新计算得出，风速最大值为 2. 26m / S，最小值为 O. 77mm / S；车厢内最高温度为 28. 7C ，最低温度 为 23C ；进风口附近的温度较低，在 23 ~ 24. 8C 之间，车 厢 中 部 和 底 部 温 度 较 高， 底 部 温 度 在 27. 5 ~ 28. 7C 之间，车厢中部温度在 27C 左右.