空调导流罩安装角度对市域列车气动阻力的影响

空调设备作为维持轨道车辆车内乘客舒适度的重要组成部分,其外形结构对列车的气动阻力会产生影响.合理的空调导流罩安装角度可以有效降低列车气动阻力.利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法研究空调导流罩安装角度对160 km/h市域列车气动阻力的影响.研究结果表明:空调导流罩安装角度越小,整车气动阻力越小,相对于无导流罩(90°)工况,导流罩安装角度为15°时,整车减阻达10％.头车流线型气动阻力系数随导流罩角度变化不大,除尾车流线型部分外,其他车辆气动阻力系数随着导流罩安装角度的增大而增大,尾车流线型气动阻力系数随导流罩安装角度的增大而降低.导流罩气动阻力随安装角度的增大而增大,不包含导流罩部分的空调气动阻力随导流罩安装角度的增大而降低.     

高速动车组受电弓导流罩多学科优化设计

受电弓导流罩是改善高速动车组气动性能的重要部件。为降低高速动车组受电弓导流罩区域的气动阻力,基于DOE(实验设计)方法对优化空间均匀采样,进行了涉及气动性能、结构强度等性能指标的多学科优化设计;然后借助NCGA(多目标优化遗传算法)建立近似模型,寻求气动阻力、结构强度综合性能最佳的导流罩结构。结果表明,最佳受电弓导流罩方案的整车气动阻力比初始方案降低5%,同时压力、变形满足设计要求。     

列车气动阻力风洞试验研究

通过对缩比为1:8高速列车模型在8m×6m风洞进行的列车风洞试验,研究列车零部件其中包括空调导流罩,受电弓,受电弓导流罩,车门的形状位置发生变化时,对列车气动性能的影响,并对试验结果进行了分析,研究结果表明:受电弓的位置和布置形式会对整车阻力产生影响,当中间车门凹陷时,整车阻力增加,加有导流结构的门有效的改善了门凹陷引起的阻力增加,空调导流罩很好的顺形结构对阻力影响不大。     

基于降噪的CFRP受电弓导流罩优化设计分析

在前期研究成果的基础上,首先对CFRP受电弓导流罩的气动噪声机理进行了分析;然后,基于降噪理论,选取了9个噪声监测点,对CFRP受电弓导流罩进行气动噪声数值模拟,对比分析了两种不同方案的导流罩结构在100~8 000 Hz声压级下不同的测点声压级、1/3倍频程声压级和1/3倍频下A计权声压级,研究结果表明:低频段区域,导流罩结构B和导流罩结构E噪声水平相差不大;高频段区域,导流罩结构E的降噪效果整体上优于导流罩结构B。基于该文的研究方法设计出的低噪声CFRP受电弓导流罩结构对未来导流罩的工程化运用具有一定的指导意义。     

导流块对高速检测车空调系统进出风口压力影响的数值分析

以不可压缩黏性N-S方程和RNGk-ε湍流模型为基础,对4辆编组检测车以350km/h速度明线运行的空气流场进行了数值分析,针对空调导流块对检测车空调表面压力分布的影响进行了研究。先后对安装导流块、改变冷凝风机进出风方向及去掉导流块3种设计方案明线运行的外流场进行了数值模拟,得到3种设计方案气动特性及空调冷凝风机进出风口压力差的定量结果。计算结果表明,去掉导流块并不利于冷凝风机的进出风,而安装导流块、改变冷凝风机进出风方向的方案是较好的设计方案。     

碳纤维复合材料受电弓导流罩降噪优化设计

随着高速铁路的发展和列车运行速度的提高,高速铁路沿线以及高速列车内部的噪声问题越来越严重。针对车顶受电弓噪声的降噪方法进行了探讨,对现有导流罩结构改进优化,设计出新型受电弓导流罩结构,有效地降低了受电弓噪声,并采用碳纤维复合材料对导流罩结构进行铺层设计,使得结构达到了减重和强化的目的。     

动车组气动阻力降阻优化数值研究

本文以动车组为模型,首先对其350km/h明线运行的外流场进行数值模拟,并与相关试验数据对比,计算结果与实验数据呈现良好的一致性,验证了本文计算所采用的模型及计算方法准确可靠。其次通过对流场的气流状况以及车身表面压力分布的详细分析,分别提出修改空调导流罩及受电弓导流罩,添加外包风挡、侧向裙板等措施降低列车的运行阻力,并对优化方案的外流场进行数值计算,得到阻力值及其降低率的定量结果。最终优化设计方案有效地减少了列车整体阻力,与原车相比,降阻率达到20.3%。     

高速列车局部外形气动优化设计研究

随着高速列车运行速度的提高,列车外形对气动性能的影响越发显著。以中国标准动车组为原型建立1:8比例3车编组仿真模型,对3种转向架裙板减阻方案、5种排障器导流罩减阻方案、4种车厢连接处外风挡减阻方案进行风洞试验。在60m/s风速,0°侧偏角条件下,裙板最优方案能使整车减阻10.2%;排障器导流罩最优方案能使整车减阻2.1%,外风挡最优方案能使整车减阻1.8%。试验结果为进一步优化中国标准动车组气动外形提供了理论参照。     

高速列车车顶高压设备流场特性研究

高速列车车顶高压设备裸露于室外,易受环境影响产生积污。针对高速列车车顶受电弓绝缘子区域的流场特性进行仿真计算,分析高速列车运行情况下的流场结构,对3种不同导流罩下的车顶高压设备流场特性进行对比,得到了不同导流罩对高压设备区域流场的影响。结果表明:侧板型导流罩可增加绝缘子周围气流速度,避免污物沉积。     

受电弓导流板涵道式翼型气动补偿作用的数值模拟

利用Fluent软件对受电弓导流板涵道式翼形气动特性进行了二维数值研究,观察了不同涵道位置情况下导流板翼形周围流场的压力分布和速度分布,求出了各情况下导流板受到的升力及阻力,最后对受电弓稳定受流的气动补偿控制做出可行性预测。     

铁路客车高速化对其空调系统的发展要求探讨

分析了国外典型高速客车空气调节系统的特点,并结合客车高速化对其空调系统的影响,指出了我国高速客车空调系统的发展要求及思路。     

会车压力波对高速空调客车客室内流场的影响

应用流体力学和传热学方程数值计算的方法,仿真分析了会车压力波对高速客车空调系统和客室内流场的影响,得到了客室内空气压力和CO2浓度随车外会车压力波变化的情况。计算结果表明,对于开放式列车空调系统,会车压力波会通过新风入口传递到客室内,使客室内的空气压力发生变化,其变化趋势与车外会车压力波的变化趋势一致;空调管路系统中大压头风机可有效抑制外界压力波,使客室内压力变化幅值大幅减小;外界压力的突然变化有可能导致客室内CO2浓度升高,且CO2浓度的变化略滞后于外界压力的变化。     

高速列车车身表面气动噪声源研究

介绍了计算气动噪声源的宽频带噪声源模型,建立了高速列车三维绕流流动的物理数学模型,数值模拟了在不同运行速度下高速列车在平地、路堤和高架桥上的外部流场,进而利用宽频带噪声源模型对车身表面气动噪声源进行了计算。计算结果表明,3种运行工况下车身表面噪声源的分布规律很相似,而且随着列车运行速度的提高,列车车身声功率及表面声功率都显著增加,因此,降低气动噪声对发展高速列车至关重要。     

上海地铁1号线车辆空调系统的部分负荷特性分析

基于上海地铁1号线车辆客流量的实时统计数据,对上海地铁1号线车辆空调系统在制冷季的实时负荷进行了计算,并分析了地铁车辆空调系统的部分负荷特性.分析结果表明,上海地铁1号线车辆空调系统的负荷在额定值的25％、50％和75％以内的累计出现时间分别占整个制冷季车辆空调系统运行时间的35％、71％和92％;在24℃～34℃的环境温度范围内,车辆空调系统负荷的累计出现时间约占整个制冷季车辆空调系统运行时间的79％.因此,如果地铁车辆空调系统能在部分负荷工况下以较高的能效比长时间运行,将节省较多的空调系统能耗.     

京沪高速铁路客车空调实时负荷分析

针对京沪高速铁路沿线的气候特点,探讨了高速铁路客车空调变工况的特点,采用实时负荷计算方法对京沪高速铁路客车空调实时负荷进行了分析,编制了高速铁路客车空调实时负荷计算软件。     

国产地铁A型车空调系统风道的设计分析

介绍了地铁车辆空调风道设计的特殊性及国内地铁A型车空调的风道设计方法.利用静压腔原理设计的地铁A型车空调的送风道有效地解决了气流分配问题.并对主风道送风均匀性和客室内的气流分布进行了模拟.分析了地铁A型车空调系统风道在风量分配、均匀送风方面的优缺点,提出了在保温和消除噪声方面的措施.     

城轨空调客车客室内温度场和流场的数值模拟

利用FLUENT软件对北京DKZ1型地铁空调客车客室内的温度场和流场进行数值模拟,并在不同的送风温度和送风速度条件下选取典型面进行对比模拟分析,得出满足人体舒适性要求的送风温度和送风速度,为城轨空调客车空调系统的设计提供参考。     

列车空调变频调节下车厢内气流组织模拟

针对YW25G型硬卧列车空调机组运行控制模式存在的问题,通过将变频技术应用于空调机组的制冷量调节,使得车厢内的温度在各时刻都能维持在一个相对稳定的范围。对全冷调节下和变频调节下车厢内的流场以及温度场进行了模拟计算。结果表明,在变频调节下车厢内气流组织的不均匀性得到明显改善,且变频实测数据与模拟结果基本吻合,为列车空调系统的进一步节能改造提供了理论参考依据。     

地铁车站空气环境模拟分析软件的研究与开发

研究目的：地铁是一个人群密集且与外界联系面较小的地下空间，必须设置空调通风排烟系统，对其内部空气环境及火灾情况下的烟气流动等因素进行全面控制，为此，重点研究和掌握地铁车站内部空气的温度、速度、流动方向等分布情况，为乘客及地铁工作人员提供和创造适宜的环境条件。研究结论：地铁车站内部空气环境模拟分析程序软件TSDI-SCFD1．0，以CFD程序软件为平台和基础，能够实现对地铁车站内部空气状况进行三维模拟分析。通过该软件的研究和开发使CFD技术成功的应用于地铁设计中，弥补了以往地铁环控模拟计算分析软件的缺陷和不足，直观、形象的可视化结果和详尽、具体的分析数据，可以为地铁环控专业设计人员的系统设计及方案确定提供准确、可靠的依据。