动车组车厢内流场和乘客舒适性研究
发布时间：2023-02-12 10:35
随着社会的进步和人民的生活水平的提高,对动车组车厢内热舒适性提出了更严格的要求。要使车厢内的乘客感到舒适,就要求车厢内有较低的空气速度,合适的温度,较低的二氧化碳浓度,适宜的相对湿度,足够的新鲜空气量,以及较小的压力波动。本文以乘客舒适性为主线,采用理论分析和数值模拟等方法,对动车组车厢内流场和乘客舒适性进行了研究,主要包含以下几个方面:(1)建立时速300 km动车组在不同运行环境下的三车编组仿真模型,并基于三维、定常或不定常以及不可压缩或可压缩粘性湍流流动模型,采用计算流体力学软件FLUENT进行模拟计算,获得了各风口处压力或压力时程曲线,并对压力时程曲线进行了分段拟合,为后期动车组车厢内流场和乘客舒适性研究做准备。(2)针对客室空气流量分配不满足要求和送风系统送风不均匀等问题,对送风系统进行了优化,并研究了夏季和冬季极端环境下动车组平地运行时车厢内空气速度、温度、二氧化体积碳浓度和相对湿度分布规律。研究结果表明:优化后的送风系统使用效果更佳,不同环境下客室内空气速度分布规律相似,各参数基本满足标准。(3)研究了夏季极端环境下动车组隧道通过、平地交会和隧道交会时车厢外流场变化对车厢...
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 研究内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
第2章 基本理论
2.1 流体流动控制方程
2.1.1 质量守恒方程
2.1.2 动量守恒方程
2.1.3 能量守恒方程
2.1.4 状态方程
2.2 湍流的数值模拟方法
2.2.1 直接数值模拟
2.2.2 大涡模拟
2.2.3 雷诺时均法
2.3 湍流和组分运输方程
2.3.1 湍流方程
2.3.2 组分运输方程
2.4 数值计算方法
2.5 本章小结
第3章 不同运行环境下风口处压力
3.1 模型建立和滑移网格
3.1.1 简化模型
3.1.2 几何模型
3.1.3 网格划分
3.1.4 滑移网格
3.2 平地运行
3.2.1 计算域及边界条件
3.2.2 网格独立性检验
3.2.3 计算结果
3.3 隧道通过
3.3.1 计算域及边界条件
3.3.2 计算结果
3.3.3 压力时程曲线拟合
3.4 明线交会
3.4.1 计算域及边界条件
3.4.2 计算结果
3.4.3 压力时程曲线拟合
3.5 隧道交会
3.5.1 计算域及边界条件
3.5.2 计算结果
3.5.3 压力时程曲线拟合
3.6 本章小结
第4章 动车组车厢内流场的数值模拟
4.1 几何模型和网格划分
4.1.1 几何模型
4.1.2 网格划分
4.2 多组分气体参数和边界条件
4.2.1 多组分气体参数
4.2.2 边界条件
4.3 送风系统优化
4.4 夏季时车厢内流场分析
4.4.1 速度分布
4.4.2 温度分布
4.4.3 CO2 浓度分布
4.4.4 相对湿度分布
4.5 冬季时车厢内流场分析
4.5.1 速度分布
4.5.2 温度分布
4.5.3 CO2 浓度分布
4.5.4 相对湿度分布
4.6 本章小结
第5章 动车组车厢外流场变化对车厢内流场的影响
5.1 动车组车厢内流场的非稳态计算
5.2 隧道通过时车厢外流场变化对车厢内流场的影响
5.2.1 速度分布
5.2.2 温度分布
5.2.3 CO2 浓度分布
5.2.4 相对湿度分布
5.3 平地交会时车厢外流场变化对车厢内流场的影响
5.3.1 速度分布
5.3.2 温度分布
5.3.3 CO2 浓度分布
5.3.4 相对湿度分布
5.4 隧道交会时车厢外流场变化对车厢内流场的影响
5.4.1 速度分布
5.4.2 温度分布
5.4.3 CO2 浓度分布
5.4.4 相对湿度分布
5.5 本章小结
第6章 气流组织的评价和压力波动对舒适性的影响
6.1 气流组织的评价指标
6.1.1 流场指标
6.1.2 热舒适性指标
6.2 平地运行车厢内气流组织的评价结果
6.2.1 夏季时车厢内气流组织评价结果
6.2.2 冬季时车厢内气流组织评价结果
6.3 非稳态运行时厢内相对湿度计算和气流组织评价
6.3.1 非稳态运行时车厢内相对湿度计算
6.3.2 非稳态运行时车厢内气流组织评价结果
6.4 车厢外压力波动对乘客舒适性的影响
6.4.1 车厢内压力变化指标
6.4.2 车厢内压力监测点
6.4.3 车厢内压力变化
6.4.4 风机的抑制效果和乘客舒适性
6.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3740942
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 研究内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
第2章 基本理论
2.1 流体流动控制方程
2.1.1 质量守恒方程
2.1.2 动量守恒方程
2.1.3 能量守恒方程
2.1.4 状态方程
2.2 湍流的数值模拟方法
2.2.1 直接数值模拟
2.2.2 大涡模拟
2.2.3 雷诺时均法
2.3 湍流和组分运输方程
2.3.1 湍流方程
2.3.2 组分运输方程
2.4 数值计算方法
2.5 本章小结
第3章 不同运行环境下风口处压力
3.1 模型建立和滑移网格
3.1.1 简化模型
3.1.2 几何模型
3.1.3 网格划分
3.1.4 滑移网格
3.2 平地运行
3.2.1 计算域及边界条件
3.2.2 网格独立性检验
3.2.3 计算结果
3.3 隧道通过
3.3.1 计算域及边界条件
3.3.2 计算结果
3.3.3 压力时程曲线拟合
3.4 明线交会
3.4.1 计算域及边界条件
3.4.2 计算结果
3.4.3 压力时程曲线拟合
3.5 隧道交会
3.5.1 计算域及边界条件
3.5.2 计算结果
3.5.3 压力时程曲线拟合
3.6 本章小结
第4章 动车组车厢内流场的数值模拟
4.1 几何模型和网格划分
4.1.1 几何模型
4.1.2 网格划分
4.2 多组分气体参数和边界条件
4.2.1 多组分气体参数
4.2.2 边界条件
4.3 送风系统优化
4.4 夏季时车厢内流场分析
4.4.1 速度分布
4.4.2 温度分布
4.4.3 CO2 浓度分布
4.4.4 相对湿度分布
4.5 冬季时车厢内流场分析
4.5.1 速度分布
4.5.2 温度分布
4.5.3 CO2 浓度分布
4.5.4 相对湿度分布
4.6 本章小结
第5章 动车组车厢外流场变化对车厢内流场的影响
5.1 动车组车厢内流场的非稳态计算
5.2 隧道通过时车厢外流场变化对车厢内流场的影响
5.2.1 速度分布
5.2.2 温度分布
5.2.3 CO2 浓度分布
5.2.4 相对湿度分布
5.3 平地交会时车厢外流场变化对车厢内流场的影响
5.3.1 速度分布
5.3.2 温度分布
5.3.3 CO2 浓度分布
5.3.4 相对湿度分布
5.4 隧道交会时车厢外流场变化对车厢内流场的影响
5.4.1 速度分布
5.4.2 温度分布
5.4.3 CO2 浓度分布
5.4.4 相对湿度分布
5.5 本章小结
第6章 气流组织的评价和压力波动对舒适性的影响
6.1 气流组织的评价指标
6.1.1 流场指标
6.1.2 热舒适性指标
6.2 平地运行车厢内气流组织的评价结果
6.2.1 夏季时车厢内气流组织评价结果
6.2.2 冬季时车厢内气流组织评价结果
6.3 非稳态运行时厢内相对湿度计算和气流组织评价
6.3.1 非稳态运行时车厢内相对湿度计算
6.3.2 非稳态运行时车厢内气流组织评价结果
6.4 车厢外压力波动对乘客舒适性的影响
6.4.1 车厢内压力变化指标
6.4.2 车厢内压力监测点
6.4.3 车厢内压力变化
6.4.4 风机的抑制效果和乘客舒适性
6.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3740942
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