250km/h动车组头车司机室及客室内流场数值分析

以某250 km/h动车组头车为研究对象,建立了其司机室和客室内流场的计算模型,利用计算流体力学数值仿真方法,采用κ-ε标准湍流计算模型和SIMPLE算法,对头车司机室和客室的空调风道和内流场进行了数值计算,获得了流场内流动参数的详细信息,并结合国际铁路联盟规程UIC 553-01-2005（客车的通风、采暖和空调型式试验）对头车司机室和客室的温度场和速度场进行评估.研究结果表明该头车空调通风系统设计合理,满足人体舒适性要求.     

高速动车组车内流场数值分析

运用FLUENT软件对高速动车组整车三维流场进行了数值模拟,计算中综合考虑了车体壁面传热、人体散热、太阳辐射等多种传热过程,通过计算获得了车内速度场、温度场分布,得出客室内风速满足UIC553的相关规定,同时针对流场中温度分布不均匀,对影响流场分布的相应结构进行了优化分析,提高了温度分布的均匀性．这些计算结果可用于指导高速动车组空调系统及车内气流组织的优化设计．     

基于ANSYS的混凝土内湿度场计算方法

为利用通用有限元程序温度场模块计算混凝土内部湿度场,对比了温度场和湿度场的微分方程、初始及边界条件,提出了有限元程序ANSYS温度场模块计算混凝土湿度场的有限元方法,并基于既有混凝土内相对湿度测试试验结果,从自干燥效应和干燥效应两方面对该方法进行了验证,分析了影响湿度场分布的内部水分自耗函数、湿度扩散系数和表面水分转移系数的参数取值,得到了水分自耗率公式.研究结果表明:湿度场计算中的相对湿度、湿度扩散系数、湿度自降低项和表面水分转移系数可分别用温度场计算中的温度、导温系数、绝热升温函数和换热系数表示;用温度场模块分析混凝土的湿度场结果与既有试验结果的最大误差为7.3%,满足工程要求;获得的水分自耗率公式可适用于水灰比为0.28~0.68的混凝土湿度场计算.     

船用空心电抗器温度场研究

建立了空心电抗器磁场-电路-流场-温度场的耦合计算模型。通过该模型可以计算得到磁场、电感和电流以及空心电抗器的气流场和温度场分布。以一种空心电抗器为例,将温度计算值与实测值作了比较。结果表明,该方法具有较高的计算准确度,能够满足工程设计的要求。     

高速列车空调系统及车内流场分析

为检验高速列车空调系统设计的合理性,针对高速列车新风入口负压大、空调管路系统复杂、密封性好 的特点,建立了车厢内部与空调系统的整体模型.用有限体积法求解计算流体力学的控制微分方程,对整体流场 进行数值模拟,得到了风速、温度、湿度和CO2 体积浓度在客室内的分布,并用流场指标和热舒适性指标对客室 内的热舒适性进行了评价.结果表明:夏季列车以350km/h的速度行驶时,车厢内温度场分布比较均匀,CO2 体积浓度平均值为0.07%,满足不大于0.15%的舒适性要求;过道处风速高,导致有效温度差最大为-4.5C, 低于舒适指标标准值2.8C;送、回风方式是保证流场参数均匀分布及热舒适性的关键.      

船用焚烧炉燃烧过程的模拟分析研究

在三维数值模拟基本原理的基础上,对船用焚烧炉建立三维几何模型和数学模型,用GAMBIT软件建模,借助CFD计算流体力学燃烧模型对焚烧炉炉膛部分进行燃烧过程模拟,以及对烟囱部分进行流场数值模拟,并分析炉膛内温度场的分布,以及烟囱内温度场、压力场和速度场的分布.分析结果证实了焚烧炉的结构设计可行性.     

地铁屏蔽门的环境控制效果研究

采用一维非稳态流模型，利用连续性方程、运动方程和对流-扩散方程模拟地铁系统内气流速度场、温度场，通过对某工程不同环控方案的空调负荷和温度场进行比较，结果表明车站采用屏蔽门空调能耗降低1／3－1／2，隧道内 空气温度有所上升。通过对车站屏蔽门的分析提出了合理建议。     

大纵坡双洞隧道互补式通风运营测试

为解决大纵坡双洞隧道风量不平衡时,上坡隧道是否需要设置通风井的技术问题,以大别山公路隧道为实体工程,现场检测了互补式网络通风隧道内CO 浓度、烟雾浓度和风速,分析了大纵坡隧道采用的双洞互补式网络通风方式中换气通道的作用和存在的问题。测试结果表明：互补式网络通风能够满足隧道内污染物浓度控制要求;2个换气通道能起到气流双向交换的作用,交换风量满足设计要求,互补式通风方案可行;上下行隧道通风负荷不平衡,对于纵坡较大的特长隧道,可以采用互补式通风,取消其上坡隧道的通风井。     

高大厂房分层供热数值模拟研究

根据高大厂房分层供热的特点，在对物理模型合理简化的基础上，采用二维Ｋ－ε紊流模型进行数值模拟，利用控制容积法对控制方程进行了离散，同时采用交错网格和ＳＩＭＰＬＥ法，建立了计算高大厂房速度场和温度场的数值模拟软件。结合太原机务段厂房供热改造课题，计算不同室外气温下厂房内的温度分布以及室内工作区平均室温满足采暖要求时室外气温最小值。     

高温高速气流逆流喷雾冷却的数值模拟与分析

针对高温高速气流内逆流喷雾的复杂过程,用Euler-Lagrange方法建立了数理计算模型,用CFD方法进行了数值模拟,得到了雾滴运动轨迹、气相速度场、气相温度场等大量信息,分析了水雾喷射夹角、雾滴初始粒径和水流量对气相出口温度的影响．结果表明：小雾滴的运动轨迹聚集在计算区域轴线附近,雾滴直径越大,其运动轨迹距轴线越远;喷入水雾后,气相速度场内产生了速度亏损,气相温度场内产生了温度亏损;水雾喷射夹角、雾滴初始粒径和水流量的变化对气相出口温度分布的影响很大．     

地铁列车车厢内不同气流形式下的舒适性

针对地铁B型列车车厢,研究了车厢内温度场和速度场分布情况,并对现有回风口布置方式进行优化,采用Airpak软件建立车厢-人员-车厢内空气环境的气流流动、传热与传质三维耦合数学求解模型,进行数值模拟研究.结果表明:当回风口布置在侧顶板与侧墙板之间的连接处空气分布特性指标比回风口布置于车厢顶部时增大34.2%,比回风口均匀布置在车厢顶部中轴线上增大19.7%,能效利用率分别提高0.267和0.11.因此回风口布置在侧顶板与侧墙板之间的连接处,能很好地解决气流短路问题,改善车厢内的舒适性.     

基于FLUENT的汽车出风口和进气格栅对发动机舱温度场分布的影响

为了降低发动机舱内的温度,根据发动机舱内温度场的分布,提出通过改善出风口和进气格栅处的结构来降低发动机舱内的温度。运用PROE软件建立具有导流结构的发动机舱出风口和下进气格栅模型,利用GAMBIT生成计算区域网格、设置边界条件,利用FLUENT软件对各模型进行仿真计算。仿真结果表明:发动机舱出风口处的导流结构可有效降低机舱内的温度;优化下进气格栅导流板安装角度,可使冷却气流得到最有效的利用,其中通过散热器的冷却气流流量较改进前增加了8%。     

车用催化转化器内流场及结构优化分析

催化转化器是目前最有效的汽车排放控制装置,利用计算流体动力学CFD方法,建立某款汽油车催化转化器的三维内流动数学模型,对催化转化器内的流动特性进行了稳态流动数值模拟,研究分析催化转化器入口管角度及载体结构样式对其内速度场、温度场、压力场等特性的影响,以指导催化转化器的结构设计.结果表明30.入口管和球形端面载体结构是较...     

出口南非内燃机车动力室冷却CFD计算

以出口南非内燃机车动力室通风系统为研究对象,利用计算流体力学软件ANSYS-FLUENT对其湍流性能和散热效果进行仿真分析,计算结果表明不同工况下动力间内平均温度均高于设计要求.对初始方案的速度场和温度场进行具体分析,选择在其出风口位置增加了两个风机的方式进行结构优化.采用ANSYS-FLUENT分析结构改进前后动力室内空气的流动情况,可以看出优化后的结构加快了通风口处的空气流速,显著增强了流体的湍流性能,从而强化了通风系统的换热效果,降低了动力室内部温度.     

数值仿真在动车组空调设计中的应用

以某高速动车组中间车为研究对象,创建了车厢内部三维空间区域的数值计算模型,在冬季和夏季两种工况下,采用κ-ε标准湍流模型和SIMPLE算法,对车厢内的空气流动和传热状况进行了数值计算,计算中综合考虑了车体壁面传热、人体散热等多种传热过程.并应用空调行业标准,对车厢内温度的均匀性及速度场的适用性进行了分析评估.研究结果表明该车空调通风系统设计合理,满足人体舒适性要求.     

出口南非内燃机车动力室冷却CFD计算

以出口南非内燃机车动力室通风系统为研究对象,利用计算流体力学软件ANSYS-FLUENT对其湍流性能和散热效果进行仿真分析,计算结果表明不同工况下动力间内平均温度均高于设计要求.对初始方案的速度场和温度场进行具体分析,选择在其出风口位置增加了两个风机的方式进行结构优化.采用ANSYS-FLUENT分析结构改进前后动力室内空气的流动情况,可以看出优化后的结构加快了通风口处的空气流速,显著增强了流体的湍流性能,从而强化了通风系统的换热效果,降低了动力室内部温度.     

隧道火灾作用下水泥路面瞬态温度场计算方法

隧道发生火灾时水泥路面板内升温迅速,温度梯度较大,采用数值方法求解路面热传导偏微分方程易导致数值解振荡、计算结果失真,且过程繁琐.根据火灾下水泥混凝土热工参数变化规律及傅里叶余弦变换,推导了隧道火灾下路面内温度场的理论计算公式,并与通用有限元软件计算结果进行了比较.结果表明,推导公式可用于计算连续时间内路面板不同位置的温度分布,较好解决了数值方法求解路面瞬态温度场时数值解振荡、不连续的问题,提高了计算精度,且路面内温度场变化规律呈明显的抛物线型态势,与一维热传导微分方程的物理意义吻合较好.因此,推导公式求解火灾下路面结构瞬态温度场具有更好的适用性.     

方腔内热磁致空气自然对流数值研究

建立了处于空间中的孤立永磁体产生的永磁场中的二维方腔热磁自然对流模型,并通过数值计算的方法研究了方腔内空气在重力和磁化力驱动下的自然对流现象.在瑞利数105和磁场强度0.5~3.5T范围内,研究了梯度磁场对自然对流的抑制作用,给出了方腔内磁浮升力场,温度场、流场的变化以及方腔内壁面的换热特性.结果表明:高剩磁钕铁硼永磁体磁场可以明显的抑制方腔内自然对流,与重力场自然对流相比,方腔内流场和温度场发生了明显的变化,剩磁3.5T时Nu减小达47%.     

隧道内运行城铁车辆的声学性能分析

为研究在隧道内运行的车辆的车内噪声规律,对某120km/h速度等级城市轨道交通车辆项目在隧道内运行的情况建立SEA模型,并实际测量车辆的车门系统、空调系统和地板结构的隔声量以及车辆运行线路轨道的粗糙度和衰减率,将实际测量结果作为输入条件进行隧道内运行车辆车内噪声仿真分析,根据分析结果可知该项目车辆在隧道内以120km/h速度运行时车内噪声为85d BA左右,并且客室车门结构是影响该项目车辆车内噪声最重要的结构,为降低隧道内运行轨道车辆车内噪声水平,研究客室车门结构、提高客室车门的隔声量是一个重要的研究方向.     

置换通风在列车空调系统中的应用

介绍了置换通风的特性及其优点,并将该新型送风方式引入到列车空调系统中。采用k-ε双方程三维湍流模型,对25T型铁路空调客车软卧包间的室内气流的温度场、速度场进行了模拟,探讨了在铁路空调客车中应用置换通风方式的可能性,为空调客车室内舒适环境的优化研究提供了依据。置换通风;空调客车;数值模拟;CFD