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原文传递公交车夏季自然通风车室热环境的模拟研究

论文题名：	公交车夏季自然通风车室热环境的模拟研究
关键词：	公交汽车;车室热环境;自然通风;太阳辐射照度;温度场模拟
摘要：	城市公交车在公共交通运输中发挥着毋庸置疑的重要作用，也是城市形象最有形、最直接的反映，体现了市民的生活质量和城市的经济发展繁荣程度。实现低碳交通提倡以乘公交车、地铁等公共交通工具代替私家轿车的外出方式。人们对城市公交车的研究包括在城市公交线路规划和交通治理等功能层面上和对车室热环境的舒适度的研究。在车室热环境研究中，国内外学者在对空调公交车的舒适度方面做了大量的研究，主要关于汽车空调设备的改造，汽车空调送风设备布置及送风参数的确定研究，以及车身的传热性能和外界太阳辐射的作用对车内温度场影响的研究，但对自然通风下的普通公交车的车室内环境舒适情况研究还是空白。暖通空调行业的发展，使人们居住环境和办公环境质量得到了很大的改善，作为人们外出的主要活动空间，公交车上热环境的要求也要相应提高。　　FLUENT数值模拟手段用于汽车工程中对汽车外流场的数值模拟分析已经相当成熟，本文利用这项成熟的模拟手段对公交车在自然通风情况下的车室内热环境进行研究，模拟分析客车在行驶中通风特点和流场分布。模拟以贴近实际的车体模型为基础，划分网格并根据研究问题进行了网格疏密调整；模拟中综合考虑了室外大气温度、公交车行驶速度、太阳辐射照度、人员散热以及乘员密度、车上窗体开闭情况等因素。对计算域流场提出假设，使用SIMPLE算法利用能量方程、质量方程和动量方程进行模拟计算。　　研究分析了客车行驶中车身周围流场的压强和车身内外气流速度分布，并重点分析了温度场。车室内温度带大致呈环状分布，内环温度最高，即无座乘客聚集区域；第二高温区域在车室前方司机位附近；温度较低区域在外环带上。车室后1/3区域的温度低于前2/3区域；相比有座区域，无座乘客垂直方向上的温差大，而且儿童高度所处的温度要高于成人高度。通过模拟不同车速对车室热环境的影响，发现提高车速可以明显改善车室内的热环境，有效的减少车室内外环的温度梯度，对内环无座乘客拥挤区域的降温效果最为明显。另外，还对车顶通风窗的启闭对车室环境的影响进行模拟，分析发现车顶通风窗的开启并不能有效降低车室内温度，但加强了室内气流扰动，减小了车室内垂直高度上和车身长度方向的温度差。　　本文根据太阳辐射强度和乘员密度的峰值特点不同，在外温相同时的两种工况下比较了车室的高温情况，结果发现相比同太阳辐射强度的变化，人员散热是造成车室内高温环境的主导因素，确定8点乘客超载时为最不利工况。通过对不同室外温度下最不利工况下的模拟，建议考虑在公交规划中人员密集线路上，将城市夏季8时室外空气温度在历年平均不保证某个天数下，以26℃作为设置空调公交车的温度限值。
作者：	王雪婷
专业：	供热、供燃气、通风及空调工程
导师：	林豹
授予学位：	硕士
授予学位单位：	沈阳建筑大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文