空调硬卧车内人体热舒适性研究

针对目前空调硬卧车内气流分布不均匀,不同铺位的乘客对车厢内的热舒适感差别较大这一现状,采用计算流体动力学对空调硬卧车内流场和温度场进行了数值模拟,研究了空调硬卧车内空气流动速度和温度分布规律及热舒适评价指标PMV和人体吹风感指标PD分布状况。研究结果对于改变目前车厢内上、中、下铺气流分布不均的现状,改善车厢内人体热舒适环境提供了理论依据。     

基于人体热调节模型的地铁车厢热环境研究

地铁车厢热环境研究常将人体边界设置为恒定热流量,无法反映人体热调节和环境间的相互作用,很难准确地评价车厢环境的热舒适性。为有效地分析车厢内环境的热舒适性,提出一种57多节点人体热调节模型与车厢热环境耦合计算方法,对北京地铁15号线列车车厢内环境的热舒适性进行模拟计算。同时,采用该方法研究3种工况送风格栅型车厢内的热环境和乘客热舒适性,得到工况1的车厢内温度和速度分布均匀,乘客具有更好的热舒适性。相比恒定热人体边界条件,该方法能更全面地分析乘客的热舒适性,对改善实际车厢内的热环境具有一定的参考意义。     

低空气湿度对空调车厢热舒适性的影响

分析了轨道交通车辆车厢内空气湿度及温度变化时对PMV值的影响.还给出了PMV-PPD的计算结果,结果表示当车厢空气温度范围是16～20 ℃时,湿度的降低,使热舒适性差;21～25 ℃时对热舒适性影响不大,冬季一般控制在18 ℃左右,在不能提高车厢内温度的前提下,建议增加空气加湿设备以提高车厢内的热舒适性.     

列车车厢内气流分布的数值计算与测定

针对车厢内温度分布不均匀问题,就列车空调设计工况进行数值计算,从理论上得到设计工况下车内气流分布情况。以一节硬卧车厢为研究对象,运用不可压缩流理论建立了车内气流的连续微分方程、动量微分方程和能量微分方程。采用k ε封闭模型,并用半隐式压力 速度耦合即SIMPLE算法计算出车内的速度场和温度场。实验测定空态下车内的气流分布,与数值计算值基本吻合,用数值解代替分散的、有限的实验测点值来进一步分析车内的热舒适性。通过计算分析得出:车厢内的平均风速为0 42m·s-1,处于铁规限定的上限,即车内速度偏高;铺位区和走廊区的平均温度分别为24 4℃和26 8℃。宽度方向上的温度不均匀性为0 75℃·m-1;采用人体热舒适性指标PMV得出特征断面上各铺位上达到热舒适标准的测试点仅为42%。     

地铁强冷和弱冷车厢的人体舒适率分析

目的：在夏季高温天气，车厢内的温度冷热不均成为了地铁乘客反映最多的问题，因此有必要研究地铁车厢环境温度对人体舒适率的影响问题。方法：对7条地铁线路强冷和弱冷车厢的温度及湿度平均值进行实测分析；建立车厢模型，并明确模型的边界条件；根据地铁车厢环境温度的实测数据，采用计算流体力学的方法，针对强代谢率乘客和弱代谢率乘客在不同环境温度下的PMV(预测平均评价)热舒适性评价指标，分析地铁车厢内4种典型截面处的人体舒适率。结果及结论：强冷车厢内的温度约为23℃,弱冷车厢内的温度约为26℃,强冷车厢和弱冷车厢的温度差约为3℃,且同一节车厢内的温度也有2～3℃的上下浮动；强代谢率乘客在20.7～22.0℃温度范围内的舒适率较高，在22.0℃时的舒适率达到最高，车内舒适率为41%。强代谢率乘客在20.7～22.0℃温度范围内的车内舒适率较高；弱代谢率乘客在23.0～24.3℃温度范围内的舒适率较高，在24.3℃时的舒适率达到最高，车内舒适率为42%。     

高速空调列车内气流组织的大涡模拟

高速空调列车车厢内气流的温度场和速度场研究是空调列车内气流组织设计的重要基础,也是空调车内舒适环境评价的依据.考虑到高速列车车厢内复杂的几何结构、数值模拟的边界条件以及空气流场的湍流特性,本文采用湍流大涡模拟方法对高速列车车厢内空气流动与热质传递过程建立了数学模型,采用有限容积法进行区域离散,应用均匀六面体网格划分车厢,并在同位网格的基础上采用SIMPLEX算法,考虑车内座椅、行李架等障碍物以及车体各壁面辐射、车窗热流、乘客散热和高速列车运行特性等因素的影响,对高速列车车厢内空气流场和温度场进行数值模拟.其结果对高速列车的空调效果及车内舒适环境的优化提供了依据.     

列车空调卧铺包厢不同送风方式热舒适模拟研究

采用k-ε湍流模型,对不同尺寸的散流器风口、条缝风口送风方式下全封闭和不封闭4人卧铺包厢的三维空气流场和温度场进行了数值计算,利用PMV（Predicted Mean Vote）和空气龄（age of air）指标分析优化各通风方式下车厢内上、下铺位人体的热舒适性,讨论不同工况下各送风方式的空调效果。根据数值模拟结果,包厢封闭时,按照厢内人体区的气流组织效果,条缝风口送风优于散流器送风方式;包厢不封闭时,各种送风方式均引起冷热不均现象,条缝风口送风引起上、下铺人体头部、手臂外侧区温度偏低,散流器送风人体内侧区温度偏高。     

地铁站台公共区空调系统气流组织与热舒适性研究

地铁站台公共区空调系统的气流组织主要有两种方案:方案1为两侧各自提供送回风,方案2为一侧送风另一侧回风。利用数值模拟的方法,研究两种不同空调系统气流组织下站台公共区温度与热舒适度PMV(预测平均投票数)的分布特性。模拟结果表明:方案1中的站台平均温度和PMV值大于方案2,站台中部区域热量累积较明显。方案2由于气流能有效横穿整个站台区域,因此平均温度较低,能满足设计工况的要求,但靠近屏蔽门送风侧与回风侧的候车环境差别较大。     

幅流风机对地铁列车车厢内风环境与乘客舒适度的影响

以地铁列车车厢内空气流速为主要研究对象,对多条线路不同车型的车厢内风速进行实车测试,同时对车厢内乘客进行舒适度调查,分析了地铁列车车厢内环境现状。基于实测及调查结果,采用计算流体力学法,建立地铁列车B型车满载车厢模型,分别对未加载幅流风机且空调送风温度20℃、加载幅流风机且空调送风温度20℃、加载幅流风机且空调送风温度22℃等3个工况的客室流场进行模拟,研究幅流风机对车厢内环境与乘客舒适度的影响。研究结果表明:加载幅流风机能改善车厢内气流组织,提高流场均匀度,从而大大提高车内乘客的舒适性。     

基于乘客热舒适性的空调列车软卧包厢送风气流组织优化研究

基于空调列车软卧包厢乘客热舒适性的提升,提出一种新型的双贴附组合式送风方式。采用实验验证后的数值计算模型对双贴附组合式送风方式的温度场、速度场进行模拟,并选用PMV和空气龄指标进行舒适性对比分析。结果表明,相对于现有送风方式,双贴附组合式送风方式能够有效解决包厢内上、下铺人员区域温度分布不均匀、人员有吹风感等不舒适性的问题。同时研究给出了采用双贴附组合式送风方式的最优送风方案,此时包厢内上、下铺人员区域最大温差2.27℃,各测点处速度均不超过0.25m/s,PMV值位于-1到1之间,空气龄均小于60s,能够较好地满足客车软卧包厢环境设计及人员舒适性要求。研究结果为双贴附组合式送风方式的实际应用提供了数据支撑。     

地铁隧道半断面水平冻结施工的水热力耦合特性研究

地层冻结是一个水、热、力三场耦合问题,基于考虑相变的水热力耦合理论,分析地层温度场、水分场随时间的变化规律,对比冻结前后隧道开挖的位移场分布特点。研究表明:随着冻结时间的增加,冻结管周边土体的温度将逐渐降低并发生冻结,出现冻结区域扩大、交圈、冻结帷幕增厚等变化过程;冻结帷幕内的冻土存在未冻结水,随着冻结时间的增加,大多数位置的未冻结水体积含量出现先增大后减小的变化趋势;建议在冻结帷幕两侧下方追加冻结管以保证实际的冻结帷幕达到设计范围,并对冻结管距开挖轮廓线的距离进行差异化设定。     

大容量风力发电机内流体场及温度场的数值分析

基于流体动力学以及传热学的基本原理,并且根据大型风力发电机的结构特点,建立了发电机定子/转子全域内流体-固体直接耦合求解定子/转子温度场的物理模型;通过给定求解条件,采用有限体积元法对定子/转子全域内的流体场以及温度场进行了数值求解。通过对定子/转子内部流体场以及温度场进行详细地分析,指出了发电机内部流体特性的分布规律以及温度的分布特性,为该类型的发电机的设计以及运行提供理论依据。     

钢轨主动打磨磨石界面热应力分析及影响研究

为分析钢轨打磨时的摩擦、磨损及疲劳损伤,根据传热学理论,通过热机耦合方法,运用ABAQUS软件建立钢轨打磨有限元模型,以分析不同车速、打磨电机功率和打磨宽度对钢轨表面温度场和应力场的影响。钢轨与砂轮之间摩擦所产生的热量等效为一个移动热源,数值分析磨削过程中钢轨表面的温度、应力及应变状态。结果表明:钢轨打磨是一个快速升温、缓慢降温的过程;高温区温度场、等效应力场均呈以打磨轴线为中心、向四周扩散的椭圆形分布,且打磨高温区深度较浅,打磨产生的高温影响范围有限;钢轨表面最高温度随打磨车速度和打磨宽度的增加而减小,随打磨电机功率的增加而增加,仿真结果与实际打磨情况较为符合。     

货车车轮残余应力的产生与分布研究

受研究方法和测试手段的限制,货车车轮在生产过程中产生的残余应力状态与分布很难测试,仅能按照有关标准进行残余应力趋势测定。本文采用数值模拟和实测法相结合的手段,研究了车轮在热处理全过程中的温度场、组织场、应力场的变化和分布以及车轮出厂前的残余应力分布状态,分析了车轮残余应力产生的原因,并研究了不同生产工艺参数对残余应力的影响。     

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。     

地源热泵技术在某办公楼空调系统中的应用

结合地源热泵技术在黄骅港站综合办公楼工程中的应用,从地源热泵系统夏季、冬季热交换的概念、系统的工作原理、施工工艺流程、现场地质勘探及换热测试、地埋管换热器井施工、水平及外管网水管路连接、机房热泵系统设备安装、机房系统水压试验及保温、室内空调末端系统安装等方面进行详细介绍。地源热泵技术运行费用低,高效、节能,可充分利用地热能源,达到最佳节能效果,综合运行费节省40%以上,具有广泛的推广应用价值。     

重载货车踏面制动时车轮温度场与应力场研究

通过对重载货车不同制动工况下的制动过程进行分析研究,建立了重载货车车轮的三维有限元模型,对车轮在不同轴重、不同制动初速度、不同制动减速度时的三维瞬态温度场及应力场进行了仿真分析,并从车轮材料所能承受的屈服极限方面研究了车轮温度场及应力场分布,分析了制动过程中车轮温度场及应力场分布规律,得出了能够满足重载货车行车安全要求的制动初速度、制动减速度条件,为重载货车的运行提供一定的依据。     

地形偏压条件下隧道初始应力场及二次应力场分布特征

为获得地下偏压条件下地层初始应力场和隧道开挖后二次应力场的分布特征,根据通常的工程地质参数取值范围,设置典型值,结合理论推导,分析偏压隧道地层初始应力场与地表倾角和泊松比的关系,研究偏压隧道二次应力场沿隧道径向和切向的分布规律。研究结果表明:相对于水平地表,偏压地形改变了地层应力场的分布状态,初始应力场便存在剪应力,且随偏压角度的增大而增大,而隧道开挖后,当偏压角度大于20°时,二次应力场中便有拉应力区域出现;各特征方向应力随离隧道中心距离的增加而减小,直至2倍洞径处;30°角度偏压时的最大剪应力约为无偏压时的2倍,主要发生在拱顶、仰拱和边墙部位,应为加固处理的重点区域。     

隧道火灾三维数值模拟的瞬态分析

用连续方程、动量方程、能量方程及气体组分方程描述隧道内气流流动状态,采用湍流粘性系数模型中考虑浮力影响的湍流模型方程(K-ε方程),对某实验隧道火灾进行三维数值模拟瞬态分析,研究隧道火灾特性和烟气的速度场及温度场发展规律。研究结果表明,在横截面上先被加热的是拱顶,随着时间推移,高温烟气不断对其进行对流换热,整个横截面温度逐渐升高,且分布发生变化,经过一定时间后,分布形式基本确定,并向稳态逼近。采用3 m.s-1的机械通风,隧道内没有出现烟气逆流区,很好地抑制了气流的回流,满足隧道火灾通风要求,为上游人员及车辆逃离提供了气流通道。     

基于有限元法的动车组制动盘制动能力分析

采用ANSYS10.0有限元软件,建立了制动盘三维对称循环有限元模型,对不同制动初速度、减速度和载重条件下,紧急制动过程中的三维瞬态温度场和热应力场进行仿真和分析,得出了给定条件下制动盘温度、应力情况,并从制动盘所能承受的最高温度和最大应力两方面分析了其制动能力.