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极端条件下高速列车车内热环境分析
| 论文题名： | 极端条件下高速列车车内热环境分析 |
| 关键词： | 高速列车;热环境;热舒适性;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的快速发展和人民生活水平的提高，人们对高速列车的舒适性要求越来越高。高速列车的车厢具有良好的密封性，车厢内的气流组织和热舒适性直接关系到乘客的乘坐感受，而车厢内的气流组织受到送风量、载客量、人体散热散湿量、外界环境温度以及太阳辐射等因素的影响。针对高速列车复杂的运行环境，对当前列车空调通风系统在更极端环境下能否满足乘客的舒适性要求以及特殊情况下的车厢内环境进行研究是很有必要的。 本文以高速列车中间车为研究对象，运用数值模拟的方法，建立车厢内流场的三维仿真计算模型，并考虑了人体散热、呼吸作用以及太阳辐射的影响，计算出车厢内的速度、温度和二氧化碳浓度分布，并与相同工况下的实验数据进行对比，验证了所建立计算模型的合理性和准确性。对列车在极热环境和极冷环境下的车厢内流场进行仿真计算，得到不同工况下车厢内的温度分布，并利用热舒适性评价指标PMV-PPD进行评价，研究了空调功率一定而环境温度不同对车厢内乘客热舒适性的影响。建立车厢内不同载客量时的仿真计算模型，对不同载客量时的车厢内流场进行计算，得到车厢内的速度、温度和二氧化碳浓度分布，对比分析了载客量对车内环境的影响，并对乘客的热舒适性进行评价。 建立了包括列车空调通风系统和车厢内环境的仿真计算模型，对列车进入隧道后以全回风模式运行时的车厢内流场进行计算，得到车厢内的温度和二氧化碳浓度分布，分析了全回风工作模式对车厢内环境的影响。还对列车空调故障时，列车处于极热和极冷环境下的车厢内流场进行计算，得到车厢内温度和二氧化碳浓度分布随时间变化的规律，结果表明在一定的时间后，车厢内的温度和二氧化碳浓度水平会让乘客感到极度不舒适。进一步对采取打开列车车门的措施能否改善车内环境进行了探究，建立了列车车门打开的仿真计算模型，得到了温度和二氧化碳浓度的变化情况，结果表明打开列车车门可以在短时间内降低车厢内的温度和二氧化碳浓度，从而为解决极端环境下列车空调发生故障时这一特殊情况提供依据。 本文的研究结果为极端条件下高速列车空调通风系统的改进和车内环境的改善提供了依据。 |
| 作者： | 许鹏 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 徐宇工 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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