新型臥鋪動(dòng)車組送風(fēng)結(jié)構(gòu)仿真

儲(chǔ)成龍+++李江春+++闞繼存

摘 要：文章主要針對(duì)新型臥鋪動(dòng)車組送風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真，考慮上、下兩層臥鋪送風(fēng)口和走廊送風(fēng)口，并對(duì)各送風(fēng)口風(fēng)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)仿真結(jié)果提出合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組；空調(diào)送風(fēng)；仿真設(shè)計(jì)

1 送風(fēng)風(fēng)道簡(jiǎn)介

新型臥鋪車由于其車內(nèi)結(jié)構(gòu)布置相對(duì)現(xiàn)有車型變動(dòng)較大，送風(fēng)風(fēng)道設(shè)計(jì)需要相適應(yīng)改動(dòng)。設(shè)計(jì)時(shí)需考慮上、下兩層臥鋪送風(fēng)及中間走廊處風(fēng)量，送風(fēng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，具體如圖1所示：

2 三維建模

建立和現(xiàn)車一致的三維模型，并根據(jù)仿真需要，做了局部?jī)?yōu)化，詳細(xì)風(fēng)道結(jié)構(gòu)如圖2。

風(fēng)口編號(hào)：所有風(fēng)口均從空調(diào)機(jī)組端開始編號(hào)

風(fēng)口編號(hào)：一位側(cè)上臥鋪依次為：outlet-es-1～ outlet-es-31

一位側(cè)下臥鋪依次為：outlet-ex-1～ outlet-ex-15

二位側(cè)上臥鋪依次為：outlet-ys-1～ outlet-ys-31

二位側(cè)下臥鋪依次為：outlet-yx-1～ outlet-yx-15

走廊送風(fēng)口依次為：outlet-zoulang1～ outlet-zoulang14

3 網(wǎng)格化分

網(wǎng)格是計(jì)算的基礎(chǔ)，此次網(wǎng)格劃分總數(shù)量：26991331。網(wǎng)格劃分如圖4所示。整體最大網(wǎng)格尺寸：50，靜壓腔隔板處最大網(wǎng)格尺寸4，從網(wǎng)格結(jié)果中可以明顯看出網(wǎng)格疏密的差別，在實(shí)際中需要根據(jù)模型尺寸和關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域調(diào)整網(wǎng)格大小。

4 計(jì)算及結(jié)果

計(jì)算邊界條件設(shè)置：采用速度入口、壓力出口進(jìn)行仿真，計(jì)算模型選用k-epsilon realizable進(jìn)行求解。

送風(fēng)量：4200m3/h，送風(fēng)口面積：0.232m2，送風(fēng)口風(fēng)速：5.0287m/s

由于導(dǎo)流板高度沒有達(dá)到風(fēng)道頂部，從動(dòng)壓腔攔截的大部分風(fēng)并沒有按照導(dǎo)流板方向流入支送風(fēng)口，而是越過導(dǎo)流板向前流動(dòng)。

整個(gè)風(fēng)道送風(fēng)道阻力=49-3=46Pa，送風(fēng)阻力適中，和標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組風(fēng)道送風(fēng)阻力42Pa（實(shí)測(cè)值）相當(dāng)。

風(fēng)量統(tǒng)計(jì)：

一位側(cè)臥鋪上（表1）：

5 優(yōu)化建議

從仿真統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)結(jié)果分析，靠近機(jī)組端風(fēng)量明顯偏小，尤其是1、2號(hào)包間，幾乎沒有出風(fēng)（已經(jīng)加了導(dǎo)流板的前提下），遠(yuǎn)離機(jī)組端風(fēng)量偏大，風(fēng)量分布不均勻；走廊內(nèi)送風(fēng)量偏大，走廊內(nèi)不是重點(diǎn)送風(fēng)區(qū)域，不需要送很多風(fēng)。建議做如下修改：

（1）改變主風(fēng)道截面積，使遠(yuǎn)離機(jī)組端主風(fēng)道截面積變小，增加主風(fēng)道阻力，降低風(fēng)量；

（2）減小遠(yuǎn)端送風(fēng)口面積，建議試驗(yàn)時(shí)調(diào)整；

（3）走廊送風(fēng)口建議設(shè)計(jì)在靜壓腔內(nèi)，可以有效降低風(fēng)量；

（4）近端前2個(gè)包間建議從動(dòng)壓腔導(dǎo)流，導(dǎo)流板和主風(fēng)道等高，確保風(fēng)量能夠流入設(shè)計(jì)的支風(fēng)道內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

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[2]李超，張成方，盛思思.CFD技術(shù)在人體耦合散熱及熱舒適性方面的研究[J].熱科學(xué)與技術(shù)，2010，9（4）：356-363.

作者簡(jiǎn)介：儲(chǔ)成龍（1985，7-），男，漢族，籍貫：安徽六安，學(xué)歷：研究生，職稱：工程師，主要從事動(dòng)車組、客車空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)。

李江春（1983，7-），男，漢族，籍貫：山東青島，學(xué)歷：研究生，職稱：工程師，主要從事動(dòng)車組、客車空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)。

闞繼存（1985，7-），男，漢族，籍貫：山東聊城，學(xué)歷：研究生，職稱：工程師，主要從事動(dòng)車組車內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)。