轨道列车客室空调机组内部流场数值仿真研究

发布时间：2021-03-10 03:48

　　建立某轨道列车客室空调机组内部三维全流场几何模型,采用多面体网格离散计算域,通过运动参考坐标系模型实现风机旋转域与周围静止域之间的数据传递,将SIMPLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合求解三维纳维-斯托克斯方程,完成客室空调机组内部流场的数值仿真计算,并进一步对典型截面的速度场、压力场、气动声功率场等进行综合分析。研究表明,空调机组冷凝腔两个轴流风机之间的动-动干扰以及蒸发腔离心风机与蜗壳之间的动-静干扰引发的气流周期性非稳态湍流特性是空调机组内部气流压力脉动和气动噪声的主要来源,其中冷凝轴流风机的贡献大于离心送风机。 

【文章来源】：铁道机车车辆. 2020,40(05)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

轨道列车客室空调机组几何模型

图2所示为轨道列车客室空调机组仿真的三维简化几何模型，建立包括壳体、离心送风机、冷凝轴流风机、换热器、滤网、压缩机、支架、接水盘、风门、导流板等在内的对流场影响较大的部件。考虑到细小部件对仿真网格及计算量的影响，对于格栅、弯管、固定件等对流场影响较小的结构做了适当简化，或不予考虑。空调机组进出风口区域做适当延伸。2 网格模型及数值算法

图3所示为轨道列车客室空调机组仿真的完整全流场计算域及离心风机和轴流风机区域的网格划分结果。网格处理过程中，导入空调机组内流场几何模型，处理面网格后采用多面体网格进行空调机组全流场仿真域的空间离散，对离心送风机、冷凝轴流风机、换热器等几何尺寸相对较小，而对空调机组内部气流分布产生重要影响的结构进行加密处理[3]，对于空调机组壳体、压缩机壳体等几何尺寸较大的区域，网格尺寸相应增大，使得网格数量和质量得到合理兼顾，空调机组整机内流场多面体网格数量约950万。仿真计算采用RNG k-ε湍流模型，分离式隐式方案[4],SIMPLE算法，大气压力进出口边界条件。对于风机的旋转运动，建立离心风机、轴流风机旋转域，通过Interface边界与静止域连接，采用运动参考坐标系模型进行仿真计算，蒸发器、冷凝器、滤网采用多孔介质模型处理。通过宽频噪声源模型预测气动噪声声功率的分布[5]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]空调器室内机气动噪声模拟[J]. 胡俊伟,丁国良,张春路.  机械工程学报. 2004(11)
[2]对旋轴流风机的稳态流场数值模拟[J]. 李秋实,陆亚钧,李玲.  北京航空航天大学学报. 2002(05)



本文编号：3074002