文档介绍：2005 Fluent 中国用户大会论文集

城市轨道客车车内气流组织的数值模拟及分析

王艳丽,徐宇工,张小娟
(北京交通大学,机械与电子控制学院,北京 100044)

摘要:论文以天津滨海城市轨道客车车厢为研究对象,运用计算流体力学软件 FLUENT,采用数值模拟的方法,针对不同的
送、回风口布置形式,对车厢内部流场进行了模拟计算分析和比较。其结果可以为城市轨道客车客室内部气流组织的优化设
计提供参考。
关键词:空气调节人体热舒适气流组织数值模拟

1 前言
为了解决大城市交通拥挤问题,具有快捷、方便、无污染、准时等特点的城市轨道交通在世界各大城
市得到了广泛的应用和快速的发展。国外大城市的城市轨道交通客运量一般占城市公交总客运量的 30%~
50% [1]。随着人们物质文化生活水平的提高,人们对包括城市轨道车辆在内的各类客车客室内的热舒适性
及空气品质的要求越来越高。目前用于实现人体热舒适与改善车内空气品质的主要手段是采用空气调节,
空气调节的主要任务是:夏季对车外新鲜空气和车内再循环空气进行除尘、冷却和减湿;冬季对车外空气
和车内再循环空气进行除尘、加热和加湿,并把处理后的空气以一定流速送入车内,同时将车内污浊空气
排出车外,保持车内清洁舒适的人造气候环境[2]。
在空调机组对车内的空气进行调节的过程中,有一个很重要的环节就是通风,它包括送风、回风、排
风三部分。只有通风系统将经过处理的空气输送到客室内并对其进行合理地组织,同时将室内污浊的空气
排出室外,才可能使室内的空气参数满足乘客对舒适性的要求。就舒适性而言,除去车辆振动、照明等影
响因素外,客1车内微风速、风速场的均匀性,温度场的均匀性,车内外压力变化幅度,通风系统噪声都是
至关重要的参数。其中风速场是空调车室内气流组织设计及空调车内舒适环境评价与研究的基础[3]。表 1
为我国铁路客车空调车内空气参数参考值[2]。
表 1 我国铁路客车空调车内空气参数(参考值)
项目季节夏季冬季
客车车内温度(℃) 24~29 18~22
车内空气流速(m/s) ~ ~
新鲜空气量(m3/h·人) 20~25 略小于 20~25
气流组织研究的重要任务就是合理地组织车内气流流动,使空调送风和车厢内空气迅速均匀混合,使
车厢内空气的速度场和温度场均匀一致,以达到满足乘客舒适性要求的目的[4]。本文以天津滨海轻轨车为
研究对象,运用 FLUENT 数值模拟软件,针对不同的通风方式,对车厢内的气流组织进行数值模拟研究,
通过对比和评价,提出能够提高空调客车舒适性的较佳气流组织方案的参考意见。
2 研究对象

王艳丽(1980-),女,山东菏泽人,硕士研究生,工程热物理及环境方向
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2005 Fluent 中国用户大会论文集
论文以天津滨海轨道客车为模拟研究对象,该型车是城市轨道客车的新型车型。车厢内部空间尺寸为:
长 19m、上宽 m、下宽 m、高 ,布置 62 个座椅。天津滨海车每辆车配置 2 台顶置单元式
空调机组,型号 KGD35A,制冷能力 35KW(30000Kcal/h ),空气预热能力 9KW(