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地铁车厢内流场分布和乘客热舒适性研究
| 论文题名： | 地铁车厢内流场分布和乘客热舒适性研究 |
| 关键词： | 空调通风;流场分布;热舒适性;人体热调节模型;气流组织 |
| 摘要： | 在地铁列车空调通风系统研究中，通常将人体边界条件设置为恒定热流量，无法反映出实际乘客自身热调节与车厢环境的相互作用，很难真实地模拟出实际车厢内的流场分布和乘客热舒适性，因而无法合理地评价空调通风系统的性能。因此，参考中国成年男子的平均人体尺寸，结合基于Stolwijk模型的57多节点人体热调节模型去模拟实际乘客的热调节反应，从而有效地评价空调通风系统的性能。 以北京地铁15号线列车车厢为研究对象，对车厢内的气流分布进行了实验测量，将测量结果与STAR-CCM+软件模拟的结果进行对比。结果表明，在车厢内几何模型的适当简化和湍流的脉动特征下，两者误差基本在10%以内，验证了Realizablek-?湍流模型对车厢内流场模拟的可行性。在此基础上研究了车厢内气流组织特性，发现车厢内气流速度呈现两侧大中间小的特征，气流的流动性较好。 考虑到地铁车厢内乘客较拥挤现象，建立载有96位乘客的地铁车厢CFD模型，并采用车厢热环境与人体热调节模型耦合计算方法，对车厢内的流场分布和乘客热舒适性进行了模拟与优化研究，同时用不均匀性指标Kt和Ku、能量利用系数?、热舒适性指标PMV-PPD对各方案进行对比分析，从而找出最优空调通风布置方案。 研究表明：（1）回风口和幅流风机的分散布置能较好地改善原车厢内气流分布不均匀和部分站姿乘客过热问题；（2）车厢上侧、下侧空调送风量按3:1分配，且上侧回风的气流组织形式方案最优，有效地解决了原车厢上侧风速过大问题，并提高了车厢内气流分布均匀性和乘客热舒适度，能量利用系数最高。 |
| 作者： | 吴杨 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 刘海军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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