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.     

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     

空调卧室空气环境的数值模拟

用CFD方法模拟了空调卧室内制冷制热运行时3种不同的住宅空调模式(包括普通窗式空调器、分体机及具有引入新风的热回收装置的窗式空调器)分别位于高位置和低位置时室内空气温度及流速、有机污染物(甲醛)浓度及CO2的分布,并进行比较.结果表明,空调器的类型、位置及新风量对空气环境影响较大.夏季制冷运行时,带热回收装置的窗式空调器置于低位置时可以获得良好的室内流场分布,稀释和携带走室内的CO2和污染物;而该装置置于高处时,流场结构不合理;其它空调模式下由于没有引入新风,产生室内污染物堆积.冬季制热运行与夏季制冷运行时的结论相同.     

客车室内悬浮生物颗粒传播与控制数值研究

客车乘员舱空气品质与乘客大众身心健康息息相关,甚至直接关系到客车司机的驾驶安全。基于PISO(pressure-implict with splitting of operators)压力-速度耦合方案,采用Realizable k-ε湍流模型并运用欧拉混合法,模拟了某型空调城市客车内不同位置乘员的喷嚏活动及喷嚏污染物与空气的相间耦合流动,分析了室内气流组织流动规律,总结了该城市客车室内喷嚏污染物的浓度分布特点,揭示了喷嚏污染物的传播机理。针对喷嚏污染物分布范围大及其长时间滞留于地板附近的健康隐患问题,对空调送、排风口布置进行了改进,结果显示喷嚏污染物的沉积量显著减少,同时扩散范围有很大程度地缩小。     

基于Airpak的夏季空调室内热环境数值模拟研究

基于Airpak软件,选用室内零方程湍流模型对一夏季空调办公室内热环境进行了三维数值模拟,得到室内气流组织下的流场、温度场分布.采用PMV-PPD与空气龄指标对室内人员热舒适性及空气品质进行了评价,并通过测试室内温度、风速参数,验证了数值模拟结果的准确性.研究表明:对于分体式空调器房间,气流组织分布与空调器的安装位置、室内设备的摆设以及室内人员的分布有关,不同的气流组织将形成不同速度场和温度场.室内温度场分布在水平方向比较均匀,在垂直方向产生明显的温度分层;室内零方程湍流模型能准确快速模拟空调通风房间气流组织分布,PMV-PPD与空气龄指标能对人体热舒适及空气品质进行数值预测与评价,为房间空调器送风温度、速度参数的合理设定提供参考依据;热环境数值模拟对空调系统的气流组织设计、运行调节具有重要的指导意义.     

空调列车室内三维紊流流动与传热的数值模拟

采用三维紊流模型，应用有限单元法计算了空调列车（硬座车）室内气固耦合传热问题，对空调列车室内气流组织，主要是速度场和温度场进行了数值模拟，研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响，以及送风温度对空调列车内温度场的影响，为空调列车室内气流组织优化设计及舒适性研究提供了依据。     

低气压室内环境传热传质的数值模拟

在考虑人的呼吸量及呼吸成分的前提下,采用RNGκ-ε流模型对低气压室内环境的传热传质进行数值模拟.对不同大气压下房间内的温度场、流场、氧气及二氧化碳气体的分布规律进行讨论,并对人体对流换热系数与经验值进行比较.研究结果表明:当大气压降低时,空气流速变化很小,房间的对流换热减弱,在稳定状态下温度略有上升;CO2体积分数增大,O2质量分数下降;但增加房间送风速度可以更好地排除CO2,有利于改善室内空气品质;混合对流时人体表面的对流换热能力减弱,减弱的趋势比强迫对流换热的小.     

室内人体移动过程对热舒适的影响研究

使用计算流体力学(CFD)技术,结合动网格技术和刚体运动学理论,对室内人体移动进行了动态模拟,得到了人体移动过程中不同时刻室内流场分布.分析了移动过程中的平均温度、平均速度、温度和速度不均匀性指标,并预测了有效吹风温度(TEDT)、空气分布特性指标(ADPI)和吹风感的不满意率指标(PD),比较了不同人体移动速度对以上指标的影响.模拟结果表明,人体移动对室内气流分布和热舒适有短期影响,能提高室内风速的扰动,造成吹风感.     

空调客车室内太阳辐射换热比例分布研究

采用Monte Carlo数值模拟方法，对SH6700中型空调客车室内各表面太阳透射辐射的分配比例进行了计算．计算结果与实测较好地吻合，表明数值模拟太阳辐射传递可以定量确定太阳辐射在车室内各固体表面引起的热流变化，对空调负荷的准确计算及车室内空气流场温度场数值模拟结果的正确性有重要意义．     

不同空调环境下鼻腔内环境的数值模拟

为了研究不同空调环境下的吸入气流对鼻腔温湿度调节功能的影响,了解外界环境的变化对鼻腔内环境变化的影响,根据健康人体CT扫描切片重建3D鼻腔模型,利用Transition SST湍流模型和组分输运模型进行数值计算,分析了不同室内空调环境下人体鼻腔内环境的分布规律及其对鼻腔温湿度调节功能的影响。通过数值计算得到了鼻腔内详细的气流速度场、温度场、相对湿度场分布,结果显示在温湿度分别为18℃/30%、24℃/50%和28℃/70%的典型空调环境工况下,较为低温低湿的空调环境使鼻腔内部存在更大的低温干燥区;18℃条件下鼻腔内环境有63%的区域温度低于33℃;18℃/30%RH条件下呼吸蒸发水量是28℃/70%RH下的1.73倍;在咽部出口处吸入气流基本能被调节至满足进入下呼吸道的条件。可见室内空调工况对鼻腔内环境存在影响,较低湿度和温度的室内环境增加鼻腔调节负荷;本文应用的数值模拟方法可以较为准确且快速地模拟人体鼻腔内的气流及热湿交换,可应用于不同环境对鼻咽功能结构影响的量化评价及辅助临床评估诊断。