新型卧铺动车组送风结构仿真

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摘 要：文章主要针对新型卧铺动车组送风结构进行建模仿真，考虑上、下两层卧铺送风口和走廊送风口，并对各送风口风量进行统计，根据仿真结果提出合理的结构优化建议。

关键词：动车组；空调送风；仿真设计

1 送风风道简介

新型卧铺车由于其车内结构布置相对现有车型变动较大，送风风道设计需要相适应改动。设计时需考虑上、下两层卧铺送风及中间走廊处风量，送风结构较为复杂，具体如图1所示：

2 三维建模

建立和现车一致的三维模型，并根据仿真需要，做了局部优化，详细风道结构如图2。

风口编号：所有风口均从空调机组端开始编号

风口编号：一位侧上卧铺依次为：outlet-es-1～ outlet-es-31

一位侧下卧铺依次为：outlet-ex-1～ outlet-ex-15

二位侧上卧铺依次为：outlet-ys-1～ outlet-ys-31

二位侧下卧铺依次为：outlet-yx-1～ outlet-yx-15

走廊送风口依次为：outlet-zoulang1～ outlet-zoulang14

3 网格化分

网格是计算的基础，此次网格划分总数量：26991331。网格划分如图4所示。整体最大网格尺寸：50，静压腔隔板处最大网格尺寸4，从网格结果中可以明显看出网格疏密的差别，在实际中需要根据模型尺寸和关注的重点区域调整网格大小。

4 计算及结果

计算边界条件设置：采用速度入口、压力出口进行仿真，计算模型选用k-epsilon realizable进行求解。

送风量：4200m3/h，送风口面积：0.232m2，送风口风速：5.0287m/s

由于导流板高度没有达到风道顶部，从动压腔拦截的大部分风并没有按照导流板方向流入支送风口，而是越过导流板向前流动。

整个风道送风道阻力=49-3=46Pa，送风阻力适中，和标准动车组风道送风阻力42Pa（实测值）相当。

风量统计：

一位侧卧铺上（表1）：

5 化建议

从仿真统计的数据结果分析，靠近机组端风量明显偏小，尤其是1、2号包间，几乎没有出风（已经加了导流板的前提下），远离机组端风量偏大，风量分布不均匀；走廊内送风量偏大，走廊内不是重点送风区域，不需要送很多风。建议做如下修改：

（1）改变主风道截面积，使远离机组端主风道截面积变小，增加主风道阻力，降低风量；

（2）减小远端送风口面积，建议试验时调整；

（3）走廊送风口建议设计在静压腔内，可以有效降低风量；

（4）近端前2个包间建议从动压腔导流，导流板和主风道等高，确保风量能够流入设计的支风道内。

参考文献

[1]匡晓，齐朝晖.高速空调列车内气流组织的大涡模拟[J].铁道学报，2009，31（3）：94-99.

[2]李超，张成方，盛思思.CFD技术在人体耦合散热及热舒适性方面的研究[J].热科学与技术，2010，9（4）：356-363.

作者简介：储成龙（1985，7-），男，汉族，籍贯：安徽六安，学历：研究生，职称：工程师，主要从事动车组、客车空调系统的设计研发。

李江春（1983，7-），男，汉族，籍贯：山东青岛，学历：研究生，职称：工程师，主要从事动车组、客车空调系统的设计研发。

阚继存（1985，7-），男，汉族，籍贯：山东聊城，学历：研究生，职称：工程师，主要从事动车组车内结构设计研发。