空调客车内气流分布的人体热舒适性研究

采用k-ε湍流模型和贴体坐标,应用整体求解法计算车室内气固耦合传热问题,应用Monte Carlo法分析计算太阳辐射在车室内固体表面引起的附加热流变化,研究空调客车室内空气流动速度和温度分布规律及热舒适评价指标(Predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied, 即VP和PD)分布状况.研究结果表明:靠窗侧座椅区VP绝对值较小,但PD较大,有吹冷风感, 从热舒适性出发,空调送风速度不应大于2 m/s;车室内靠走廊座椅区和走廊区的VP的绝对值小于0.5,而PD小于10%,能满足大部分乘客的热舒适性要求;车厢前部区域温度偏高,对人体热舒适不利.     

客车空调气流组织的改进及模拟分析

对客车空调回风系统进行了改进，首次提出将回风口由中间一个改为前后2个，并用κ-ε两方程紊流模型和壁面函数法建立了相关的气流组织计算模型，对改进前后车内的温度分布情况作了数值模拟和分析比较．结果表明：改进后的回风系统使车内的气流组织以及温度分布情况得到明显改善，前后两端的温度显著下降(约降低2K)，中部温度略有上升；在送风温度同为289．15K时，车内平均温度较改进前降低约0．5K，且乘客头部与足部区域之间的温差较改进前也有所降低．因此，对于改进前后同样的车内温度，改进后可以提高送风温度，从而降低系统能耗，还能够满足更大区域内乘客的舒适性要求。     

基于空调车厢内气流分布的人体热舒适研究

利用带浮升力效应的K—ε湍流模型对空调硬座车内三维素流流动和传热进行了数值模拟。将人体散热和太阳辐射作为能量方程的附加源项,采用有限容积法将计算区域离散为均匀网格,用SIMPLE算法求解离散控制方程,研究了空调硬座车内空气流动速度、温度及热舒适性评价指标PMV分布规律。研究结果为空调车内气流组织的优化设计提供依据,对改善车厢内人体热舒适环境具有指导意义。图7,参8。     

空调客车围护结构传热数值分析

以空调客车厢体结构为研究对象,利用有限差分法分析了非稳态情况下二维温度场的分布,并计算钢制骨架存在时的传热损失,与一维计算方法进行对比,发现空调客车热桥的附加传热损失为50%左右,热桥传热引起的附加冷热损失不能忽略,一维计算方法存在较大的误差.     

空调客车内气流组织与污染物浓度场数值模拟

以计算流体力学和传热学为基础,采用计算流体力学软件Fluent,针对某型空调客车,运用k-ε湍流模型及贴体坐标对空调客车室内流场、温度场及CO2质量分数进行数值计算。以人体呼出的CO2作为污染源,研究车室CO2质量分数分布。研究结果表明:人体散热和太阳辐射对客车室内流场、温度场影响较大;乘坐区乘客头部高度水平内温度分布较均匀,驾驶区温度偏高,对热舒适性产生不利影响;驾驶区的CO2质量分数较低,车箱后部区域CO2质量分数低于中部区域CO2质量分数,但座位区由于乘客密集,人体呼吸区污染物易聚集,CO2质量分数偏高;车内空气都从回风口排出,车室内中部污染物CO2质量分数严重偏高。     

旅客列车硬座车厢内气流模拟与浓度场分析

采用稳态不可压缩雷诺时均N-S方程、k-ε湍流模型,对旅客列车空调硬座车厢内气流场和浓度场进行了数值计算。采用立方体代表旅客,以人体呼出的CO2作为代表性污染物,研究了非空载下车厢内气流和浓度分布。计算结果表明：现有的送风方式除车厢两端外,车厢内沿长度方向气流分布比较均匀;人体散热和太阳辐射对车厢内流场温度场影响较大,非空载时车厢内流场分布与空载时有较大差别,太阳照射和人体产生的热气流使车厢内存在较大的温度梯度;车厢内过道区浓度较低,但座位区由于人员集中,人体呼吸区污染物积聚,浓度偏高,且车厢中部断面污染     

机房气流分布的数值模拟

机房通风和温度分布与机房设备工作稳定性和使用寿命密切相关。根据东北大学典型机房的实际情况,以工程上广泛使用的k-ε湍流模型为基础,利用有限容积方法求解连续性方程、动量方程和能量方程,得到机房内空气的三维流场和温度场,并结合中央空调风口设计特点考察了侧送侧回气流组织形式、下送上回气流组织形式和下送侧回气流组织形式对服务器机房内空气流动和温度分布的影响,从而为机房空调送风系统设计提供理论依据。计算结果表明:侧送侧回的气流组织形式在室内气流形式分布的评价指标方面不能满足服务器对环境温度的要求;下送上回的气流组织形式能够满足机房空气要求,但节能效果不好;而下送侧回的气流组织形式能满足节能和机房空气要求。     

空调客车室内三维紊流流动与传热数值研究

空调车空内空气的速度场,温度场研究是空调车室内气流组织设计及车室内舒适环境评价与研究的基础。空调客车运行环境恶劣,太阳辐射作用及复杂的车室内部结构等直接影响客车室内的温度场与空气速度场分布。     

影响空调客车硬座车厢内旅客热舒适性的因素分析

随着我国的社会经济发展和人民生活水平的提高,铁路空调客车已成为人们出行的重要交通工具,与此同时空调客车内的热舒适性也越来越多的受到人们的关注。本文针对目前空调客车硬座车厢内的状况及我国铁路运行的自身情况,对影响旅客热舒适性的因素进行了分析。     

空调客车厢体结构传热数值分析

将空调汽车的围护结构视为由多层不同的材料及钢制骨架构成的复杂平板结构,以太阳辐射和强迫对流为外边界条件,数值分析了非稳态情况下复杂结构平板三维温度场分布。结果表明．车身的骨架结构引起的热桥传热造成的局部附加热损失较大,对车室内的空调负荷影响不能忽略。     

客机座舱新型个性座椅送风系统的数值仿真

舒适性是大型客机的关键要求之一,座舱气流组织分配设计是否合理对乘员舒适性和健康性有直接影响.但是座舱传统的混合送风方式很难达到人们对舒适和健康的要求.为此,提出了一种新型的个性座椅送风方式,主要针对乘客对热舒适性和健康性的要求.个性座椅送风方式在乘客座椅的扶手处和座椅底部分别布置了风口.采用的座舱几何模型为3排单通道满员模型,计算方法采用目前广泛应用的计算流体动力学（CFD）数值仿真模拟方法,计算模型为RNG k-ε湍流模型.通过数值模拟方法得到两种送风方式下的速度场和温度场,进而得到多个舒适度指标.研究表明,个性送风方式可以提高乘客呼吸区域的空气质量,降低乘客周围的风速,使人体周围温度控制在24～26,℃的人体舒适区域,多项舒适度指标也表明个性送风气流组织的舒适性要优于混合送风.     

汽车空调系统蒸发器总成数值仿真

根据计算流体力学原理(简称CFD),对一种典型的汽车空调系统蒸发器总成进行了数值模拟仿真.通过应用CFD技术对蒸发器总成进行数值仿真设计,并改进设计结构上的不合理部分,可以达到使总成内空气的速度、温度得到均匀的分布,得到适当的速度值以及降低噪声的目的.计算结果可知,仿真后的蒸发器总成数值计算模型得到了优化改进,提高了空调性能.把CFD技术应用到蒸发器总成的设计,缩短了蒸发器总成系统的研发周期,降低了成本及试验费用.     

汽车空调系统蒸发器总成流场的CFD研究

本文应用FLUENT软件对一种典型的汽车空调系统蒸发器总成的流场进行了CFD数值仿真分析.通过分析,发现了原蒸发器制冷剂流道结构的设计缺陷,提出了改进蒸发器芯体制冷剂流道结构,从而提高系统制冷量的方法.与实验结果相比,CFD分析的蒸发器出口平均温度的误差为7.5%,蒸发器总成进出口压降的误差为3.5%,表明该CFD模型可完全用于工程实际。进一步的实验表明,根据CFD分析结果改进蒸发器结构后的空调系统制冷量提高了8%.     

混合弯管湍流的数值模拟

正确计算出弯管内流体交汇处附近的流场和温度场的分布情况，对于设计合适的入口管道位置具有重要意义。以工程中常见的弯管为例，应用计算流体力学（CFD）技术，研究管中的流体状态参数。使用目前通用的专业CFD数值计算软件FLUENT对管道内流体进行二维数值模拟，分别对算例采用一阶离散化方法和二阶离散化方法进行模拟，并对二者的结果进行比较分析。结果表明，以κ-ε双方程模型解决这样的问题可获得满意的结果。     

基于数值模拟的空调末端节能优化

建立了一间办公室的物理模型,利用AIRPAK3.0数值模拟软件,采用室内零方程湍流模型,对办公室在空调末端供冷条件下的室内气流组织进行了数值模拟,分析了空调末端送风温度和送风速度对于热舒适性的影响,对一天内各典型时刻的送风参数进行了优化,并将优化后的末端工况与实际末端工况进行了对比.结果表明:空调末端的节能潜力较大;相同外界条件下,与运行参数未进行优化时相比,按模拟结果对运行参数进行优化后,全天各时刻空调末端设备的理论制冷量平均减少17%.     

计算流体力学在室内气流组织上的应用

本文对计算流体动力学模拟室内气流组织的基本原理、发展历程进行了系统的论述,并概要地介绍了几种湍流模型,表明了大涡模拟是目前的发展方向。     

分层空调房间内气流组织的数值分析

采用时间平均的 Navier- Stokes方程求解了一装有分层空调的高大房间内的三维室内气流流动和温度分布 .其中使用 RNG的κ-ε湍流模式 ,运用 SIMPL E算法进行数值离散 .数值计算结果和有关实验数据进行了对比分析 ,二者大致吻合 .通过计算得到 :在高大房间内采用分层空调在技术和经济方面可获得显著的效果 .     

连续高速分散混合器流体流动的数值模拟

采用计算流体力学（CFD）软件FLUENT6.1的标准k-ε双方程湍流模型及多重参考系（MRF）法对连续高速分散混合器内的流场进行了数值模拟，得到了不同操作转速下的压力场和速度场。所得压力模拟结果与实验数据相符，表明压力与转速成反比关系；速度场的模拟计算结果与文献值相符；同时研究了不同转速下混合器内的最大剪切速率、最大湍流动能及最大能量耗散速率随操作转速的变化规律。     

PABR 的 RTD 实验 CFD 模拟研究

为解决传统的流动和传质特性研究只能通过实验方法获得一些经验性关系的局限性问题, 采用计算流体动力学(CFD: Computational Fluid Dynamic)技术对微生态周期切换式厌氧系统(PABR: Periodic Anaerobic BaffledReactor)进行了停留时间分布(RTD: Residence Time Distribution)实验的 CFD 模拟, 以期为 PABR 构型改进、工况模拟、 风险预测与评估等工作的开展提供节省人力物力的实施方案。 利用 COMSOL 平台对 PABR 内水体的 SOLID WORKS 三维建模进行网格划分, 进而使用单向流层流模块、 稀物质传递模块及瞬态求解器, 根据PABR 试验装置实物 RTD 的边界条件进行模拟。 应用 Matlab 对其实物与 CFD 模拟的标准化曲线分别进行归一化积分求解, 判定其相似程度在可接受范围。 最后利用 COMSOL 后处理技术可视化示踪剂在 PABR 内的流动和扩散过程, 从而实现人机交互。