新型臥鋪動車組送風結構仿真

儲成龍+++李江春+++闞繼存

摘 要：文章主要針對新型臥鋪動車組送風結構進行建模仿真，考慮上、下兩層臥鋪送風口和走廊送風口，并對各送風口風量進行統計，根據仿真結果提出合理的結構優化建議。

關鍵詞：動車組；空調送風；仿真設計

1 送風風道簡介

新型臥鋪車由于其車內結構布置相對現有車型變動較大，送風風道設計需要相適應改動。設計時需考慮上、下兩層臥鋪送風及中間走廊處風量，送風結構較為復雜，具體如圖1所示：

2 三維建模

建立和現車一致的三維模型，并根據仿真需要，做了局部優化，詳細風道結構如圖2。

風口編號：所有風口均從空調機組端開始編號

風口編號：一位側上臥鋪依次為：outlet-es-1～ outlet-es-31

一位側下臥鋪依次為：outlet-ex-1～ outlet-ex-15

二位側上臥鋪依次為：outlet-ys-1～ outlet-ys-31

二位側下臥鋪依次為：outlet-yx-1～ outlet-yx-15

走廊送風口依次為：outlet-zoulang1～ outlet-zoulang14

3 網格化分

網格是計算的基礎，此次網格劃分總數量：26991331。網格劃分如圖4所示。整體最大網格尺寸：50，靜壓腔隔板處最大網格尺寸4，從網格結果中可以明顯看出網格疏密的差別，在實際中需要根據模型尺寸和關注的重點區域調整網格大小。

4 計算及結果

計算邊界條件設置：采用速度入口、壓力出口進行仿真，計算模型選用k-epsilon realizable進行求解。

送風量：4200m3/h，送風口面積：0.232m2，送風口風速：5.0287m/s

由于導流板高度沒有達到風道頂部，從動壓腔攔截的大部分風并沒有按照導流板方向流入支送風口，而是越過導流板向前流動。

整個風道送風道阻力=49-3=46Pa，送風阻力適中，和標準動車組風道送風阻力42Pa（實測值）相當。

風量統計：

一位側臥鋪上（表1）：

5 優化建議

從仿真統計的數據結果分析，靠近機組端風量明顯偏小，尤其是1、2號包間，幾乎沒有出風（已經加了導流板的前提下），遠離機組端風量偏大，風量分布不均勻；走廊內送風量偏大，走廊內不是重點送風區域，不需要送很多風。建議做如下修改：

（1）改變主風道截面積，使遠離機組端主風道截面積變小，增加主風道阻力，降低風量；

（2）減小遠端送風口面積，建議試驗時調整；

（3）走廊送風口建議設計在靜壓腔內，可以有效降低風量；

（4）近端前2個包間建議從動壓腔導流，導流板和主風道等高，確保風量能夠流入設計的支風道內。

參考文獻

[1]匡曉，齊朝暉.高速空調列車內氣流組織的大渦模擬[J].鐵道學報，2009，31（3）：94-99.

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

作者簡介：儲成龍（1985，7-），男，漢族，籍貫：安徽六安，學歷：研究生，職稱：工程師，主要從事動車組、客車空調系統的設計研發。

李江春（1983，7-），男，漢族，籍貫：山東青島，學歷：研究生，職稱：工程師，主要從事動車組、客車空調系統的設計研發。

闞繼存（1985，7-），男，漢族，籍貫：山東聊城，學歷：研究生，職稱：工程師，主要從事動車組車內結構設計研發。