火车站高大空间气流组织模拟设计方案
某调度大厅气流组织及热环境模拟分析
某调度大厅气流组织及热环境模拟分析摘要：针对目前铁路调度楼调度大厅室内热环境要求较高，对调度大厅室内气流组织采用CFD软件进行模拟，通过对两种方案比较，得出最佳送回风形式，从而为类似工程提供参考。
关键词：CFD 气流组织热环境1．项目简介：某调度楼共有11层，其中十一层为调度大厅。
大厅面积约890㎡，送风口高度确定为5.5m，送风口配合装修要求，采用双层百叶风口送风。
此次研究以国内主流CFD软件[1]PHOENICS作为分析工具，该软件开发的FLAIR模块是针对暖通空调系统（HVAC）专门开发的CFD计算模块。
用来预测建筑物或封闭空间中的空气流动、温度分布、热舒适评价等具有较好的准确度。
2．设计要求及边界条件2.1 设计要求调度大厅要求24小时办公，对室内热舒适度要求较高。
温湿度满足我国规范[2]要求：温度为24～26（℃）、风速≤0.25（m/s）、相对湿度40～60（%）。
热舒适度等级满足我国规范[3]要求： -0.5≤PMV≤0.5、PPD≤10%。
2.2 初始边界条件（1）送风参数及送回风形式送风口尺寸：风口采用双层百叶，800×600mm；送回风形式为上送侧回。
（2）热源设定人员散湿量96g/h，散热量134W，人员68人，室内总负荷202.6kW，湿负荷0.0018kg/s，围护结构冷指标见表2.2-1。
围护结构冷指标表2.2-1热源位置显热量冷负荷指标东北外墙 4.684kW 5.00W/m2西南外墙 1.476kW 1.58W/m2东南外墙 8.936kW 9.54W/m2屋顶 7.292kW 7.78W/m2（3）CO2浓度的设定设定大气环境中CO2背景浓度为385ppm，人员呼吸产生的CO2为0.01g/(人·s)，整个调度大厅共计68人，新风量为6800m3/h。
（4）模型尺寸调度大厅模型尺寸：L×W×H=43m×21.8m×5.5m；CFD模型如图2.2-1所示。
高速列车内气流组织的大涡模拟的开题报告
高速列车内气流组织的大涡模拟的开题报告
目的：
本文旨在通过大涡模拟（LES）模拟高速列车内气流组织，研究列车内空气流动
特性，为列车内空气质量的评估及改善提供理论基础。
背景：
近年来，随着高速列车的发展，越来越多的人选择高速列车作为出行方式。
然而，在高速列车内，由于车内人数众多，呼吸排放、食物烹饪、香烟等因素会使得车内空
气质量下降。
因此，对高速列车内气流组织进行研究，对于理解车内空气质量变化规律，为改善车内空气质量提供依据和方案。
方法：
采用计算流体力学（CFD）软件中的大涡模拟（LES）方法，模拟高速列车内气
流组织。
首先，选取高速列车内部为模拟区域，通过计算高速列车内的风压、温度、
湿度等参数，确定模拟边界条件。
然后，使用CFD软件建立高速列车内部模型，在模拟过程中考虑人员排放、空调系统、车窗开关等因素，模拟高速列车内部气体流动情况。
最后，对模拟结果进行分析并与实际观测结果进行对比。
预期结果：
通过大涡模拟，本研究预计获得高速列车内部不同区域的气流组织情况，揭示列车内流场特征，探讨不同因素对空气质量的影响。
同时，结果分析将为改善高速列车
内部空气质量提供参考，为制定车内通风方案、调整温度湿度等因素提供理论基础。
结论：
通过大涡模拟，本研究将为理解高速列车内气流组织、探究车内空气流动特性、评估空气质量等提供较为准确的数值模拟结果，并为改善列车内部空气质量提供理论
基础和实践指导。
新武汉火车站候车厅分层空调气流组织CFD模拟研究
空 调收稿日期作者简介方 进(—),男,华中科技大学建筑环境与设备工程专业硕士研究生。
新武汉火车站候车厅分层空调气流组织CFD 模拟研究方 进1,徐玉党1,雷 飞1,郭 辉2(1.华中科技大学,武汉 430074;2.中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)摘 要:分层空调是高大空间建筑典型的气流组织方式。
利用计算流体力学软件Air pak 对新武汉火车站候车厅的分层空调夏季气流分布特性进行模拟分析,预测了3个送风角度下候车厅的速度场、温度场以及热舒适度分布情况,为分层空调系统的设计提供参考依据。
关键词:铁路客站;候车厅;分层空调;A irpak;数值模拟中图分类号:T U83 文献标识码:A 文章编号:10042954(2008)S10006031 概述高大空间建筑物的空气调节具有其特殊性,其气流存在明显的分层现象,且垂直方向梯度很大。
因此,要实现高大空间建筑室内良好的热环境并节约能源,关键在于合理的气流组织。
分层空调是典型的高大空间建筑气流组织方式。
分层空调是指仅对下部(或上部)区域进行空调,而对上部(下部)区域不空调的空气处理方式[1～2]。
本文利用Ari pak211软件,对新武汉火车站候车厅分层空调的夏季气流组织的热舒适性进行了模拟研究,研究结论为火车站候车厅类高大空间空调系统优化设计、气流组织效果等提供了理论依据和指导方法。
2 候车厅概况武汉火车站候车厅呈南北对称分布,分别称为北向候车厅和南向候车厅,承担着武汉火车站全部旅客的候车任务,人员密度为0191人/m 2。
根据《铁路旅客车站建筑设计规范》(G B50226—2007),夏季室内设计参数为温度26℃,相对湿度60%,新风量8m 3/人h[3]。
室内效果图如图1所示,图2为风柱模型局部放大图。
3 模型的建立与优化311 候车厅模型计算区域选取北向候车厅,包括普速候车厅、专线候车厅、25m 夹层等功能区域。
鉴于该建筑结构比较复杂,模型建立和网格生成困难,对候车厅作如下适应图1 候车厅室内效果图图2 风柱模型局部放大性改造和简化。
264 某车站候车大厅热环境CFD模拟研究
某车站候车大厅热环境CFD模拟研究同济大学黄森潘毅群李玉明摘要：随着我国经济社会的发展，高大空间建筑作为一种建筑形式越来越常见，而随着带来的一个问题即是此类建筑的空调设计与验证的问题。
空大空间建筑由于体积较大，采用常规建筑适用的集总参数法来设计往往会带来较大的误差，在这个背景之下，如何验证已有的设计则有了特别的意义。
本文正是以某车站候车大厅这一典型高大建筑作为研究对象，采用CFD模拟方法对其内部温度、速度场进行了具体分析，并根据模拟结果对现有空调系统的设计进行评价，提出修改意见供设计人员参考。
关键字：CFD，热环境，高大空间建筑1.引言分层空调是高大空间典型的气流组织方式，然而在其设计中存在着一个验证的问题—即在设计阶段去了解所取参数是否能够满足设计要求的问题。
验证问题对于空调系统设计十分重要，不合理的参数可能会导致两个问题：一是空调系统无法保证舒适性要求；另一个则是舒适性得到满足而节能性较差。
验证问题实质上是一个预测问题：即在空调系统尚未安装之前预测该系统所造成的高大空间的热环境能否满足要求。
该问题是空调系统设计中的共有问题，对于高大空间来说，由于其热环境受浮升力影响较大等原因使得该问题相对普通空调系统来说更加复杂。
越来越多的实例[1][2]证明计算流体方法（CFD）是解决这一问题的最佳选择。
在本文中采用CFD模拟方法对某车站候车大厅——高达空间建筑的室内热环境进行分析研究，并根据模拟结果对于现有的空调系统提出了相应的改进建议。
2.模拟对象介绍模拟的对象为某铁路客站候车大厅。
候车大厅是某客站主体建筑的主要组成部分。
该客站主体建筑由南北的售票大厅及中间的候车大厅组成。
（如图1所示，黄线区域为南北售票大厅而红线区域为候车大厅）黄森：男，1987年7月生，硕士研究生（在读），上海市曹安公路4800号同济大学嘉定校区学生公寓16#2101室，201804， E-mail：jawhasway@图1 候车大厅平面示意图候车大厅东西向长度为409.7m ，南北向长度为72m,高度为33.95m 。
某站房候车厅空调设计及数值模拟研究
某站房候车厅空调设计及数值模拟研究摘要：本文介绍了某站房候车厅空调系统设计方案，给出了铁路中型线侧平站房典型设计方法，采用CFD三维数值模拟软件对该站房候车厅区域的气流组织方案进行模拟验证，为铁路中型线侧平站房的空调设计提供理论支持和参考做法。
关键词：铁路站房；空调设计；数值模拟0 引言高铁站房作为旅客集散的重要铁路枢纽，旅客吞吐量大，人流密集。
为了给旅客提供舒适满意的候车环境，通风空调系统的合理设置是其中关键的一环。
站房候车厅通常为高大空间，空调设计较难精确把握，本文通过CFD模拟软件辅助设计，力图达到站房经济舒适的建设理念。
1.设计概况及设计参数某站房为新建线侧平站房，车站最高聚集人数3500人，总建筑面积38168m2，包含架空层停车场面积10608m2，侧式站房主体2层，局部5层，建筑主体高度27.3m（室外地坪至屋檐高度）。
图1.1一层平面图图1.2二层平面图本工程室内设计参数详表1。
本建筑围护结构热工参数满足《公共建筑节能标准》，具体参数详表2。
站房内除广厅外均考虑设置新风，广厅由于人员流动性大，通过进出口的渗透风量大，考虑广厅渗透风量能满足新风要求，故不设置新风。
对站房进行逐时负荷计算，集中空调计算总冷负荷为5067.53Kw，集中空调建筑总冷指标为274.4W/m2。
表1.1 室内设计参数房间类型夏季噪声标人员密度最小新风量温度（℃）相对湿度（%）dB（A）（人/m）（m3/h·p）广厅26-2840-65≤700.6716售票厅26-2840-65≤700.6716候车室26-2840-65≤700.6716旅客服务26-2840-65≤700.2530表2 围护结构热工参数维护结构名称传热系数维护结传热系数维护结传热系数维护结传热系数W/(m2.K)构名称W/(m2.K)构名称W/(m2.K)构名称W/(m2.K)屋面0.48外挑楼板0.63外墙0.77外窗天窗2.602.候车厅空调系统设计候车大厅、售票厅等公共区采用集中空调系统，冷源采用2台制冷量为2637kW的磁悬浮变频离心式冷水机组，配设2台800m3的全钢方形逆流式冷却塔，冷水机组夏季冷冻水进出口温度12/7℃，冷却水进出口温度32/37℃。
火车气流安全实验报告
火车气流安全实验报告1. 引言火车在高速行驶过程中会产生强大的气流，对周围环境和行人造成潜在的安全隐患。
为了研究火车气流对周围环境和行人的影响，我们开展了火车气流安全实验。
本实验通过模拟火车通行时的气流，评估其对行人的影响并提出相应的安全建议。
2. 实验目的1. 观察火车通行时产生的气流对行人的影响；2. 分析不同速度、车辆类型和距离对气流的影响；3. 提出相应的安全建议，以保障行人的安全。
3. 实验装置和方法3.1 实验装置本实验使用了以下装置：- 模拟火车机构：由电机、轮轴和螺旋桨组成的装置，用于模拟火车通过时产生的气流；- 风速测量仪：用于测量火车通行时产生的气流风速；- 模型行人：代表实际行人的模型，用于观察气流对其的影响；- 数据记录器：用于记录气流风速、风向、车速等数据。
3.2 实验方法1. 设置实验场地：在开阔区域搭建实验平台，确保安全并避免干扰因素。
2. 准备实验装置：安装模拟火车机构、风速测量仪和模型行人，并连接数据记录器。
3. 设定实验参数：根据实验设计，设置不同的车速、车辆类型和行人距离。
4. 进行实验：启动模拟火车机构，让其以设定的速度通过实验场地，同时记录风速、风向和车速等数据。
5. 观察和记录：观察模型行人在气流中的反应，记录其动作和姿态。
6. 数据分析：根据实验数据，分析不同因素对气流的影响，并评估其对行人的安全性。
7. 结果比较：将不同条件下的实验结果进行比较，找出差异和规律。
8. 提出安全建议：根据实验结果，提出相应的安全建议，以减少火车气流对行人的影响。
4. 实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列数据，下面是实验结果的分析和总结：1. 速度对气流的影响：随着车速增加，产生的气流风速也随之增加。
当速度超过一定阈值时，气流对行人的推力将明显增强，可能导致行人失去平衡。
2. 车辆类型对气流的影响：不同类型的车辆在通行时产生的气流特性不同。
例如，高铁的气流相对较强，而普通列车的气流较为平稳。
火车站高大空间气流组织模拟设计方案
火车站高大空间气流组织模拟设计方案随着城市的快速发展，人们对于交通的需求也越来越高。
火车作为一种重要的交通工具，在我国的交通系统中扮演着不可替代的角色。
而火车站作为火车的起点和终点站，承载着大量的人流和物流，因此也成为了城市交通建设中的重要组成部分。
为了更好地适应城市的快速发展，火车站的建设也需要不断地更新和改进。
本文将以火车站高大空间气流组织模拟设计方案为例，介绍现代火车站的设计理念和工程实现方法。
一、火车站高大空间气流组织的重要性火车站的设计和建设，不仅关乎交通安全、服务效率、旅客舒适度等方面，还需要考虑到一些与空气流动相关的因素。
例如，当火车进站时，会引起空气流动的变化，产生强烈的气流和噪音。
这些气流和噪音会影响到不仅周围的生活环境，还会对火车站内部的空气质量和旅客安全造成影响。
因此，为了保证火车站的正常运行和旅客的健康安全，需要对火车站的高大空间气流组织进行模拟和设计。
二、火车站高大空间气流组织模拟设计的原理和方法火车站的高大空间气流组织模拟设计方案需要考虑到建筑物和周围环境的复杂性和多变性。
传统的建筑设计方法难以考虑到这些因素，因此需要建立三维数值模拟模型，通过计算机模拟的方法进行优化和设计。
数值模拟模型可以分为地面模型和空气模型两部分，其中地面模型可以使用三维CAD软件进行建模，空气模型则需要使用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）软件进行计算模拟。
首先，需要对火车站的建筑结构进行三维建模。
地面模型的主要任务是将建筑物和周围环境进行数学映射，建立起物理实体和数学模型之间的对应关系。
其次，需要对空气流动进行数值模拟。
在空气模型中，需要考虑到自然通风和机械通风两种模式。
自然通风是指通过建筑物内外气体密度差异引起的气流传递模式；机械通风是指通过通风设备将空气强制推动、引导和排出的模式。
这两种通风模式的选择需要根据建筑物和周围环境的实际情况进行合理的安排和组合。
火车站高大空间气流组织模拟设计方案
火车站高大空间气流组织模拟设计方案随着城市化进程的不断推进，人们出行需求不断增加，高铁、城际铁路等快速交通方式逐渐流行。
火车站作为重要的交通枢纽和城市门户之一，也越来越受到人们的关注。
其中，火车站高大空间的气流组织是一个重要的设计要素，它关乎着站内空气流动的舒适性、安全性和环境影响等方面。
因此，本文将探讨火车站高大空间气流组织模拟设计方案，以期提高站内环境质量和旅客满意度。
一、火车站高大空间气流组织的设计在火车站的建设中，气流组织的设计应该充分考虑通风、循环、冷却和加湿等方面，以提高站内空气质量和热舒适度。
具体来说，需要考虑以下几点：1. 通风路径的设计通风路径是指在火车站内部形成的气流路径，通过合理的通风路径设计，可以达到空气流动的均匀性、稳定性和通畅性。
通风路径的设计需要考虑站厅、候车大厅、月台等不同功能区域之间的空气流动关系，建立空气流动的正向通风路径和负向排风路径。
同时，还需要对气流运动过程进行动态监测和反馈调节，以保证空气流动方向的准确性和稳定性。
2. 空气质量的控制在火车站内部，人员密集，环境空气质量容易受到污染和异味干扰。
因此，在气流组织的设计中，需要考虑如何控制空气质量，并保持空气清新。
具体措施包括空气过滤、沉积污染物治理、加湿控制等方面，以保证站内空气质量的良好。
3. 温度和湿度的控制在气流组织的设计中，还需要考虑温度和湿度的控制，以改善站内热舒适度。
具体措施包括加装空调设备、喷淋系统、加湿系统等技术手段，通过适当的调节，实现站内室温、湿度和热舒适度的控制。
二、气流组织模拟设计的应用为了更好的设计和优化火车站内部的气流组织，需要进行模拟设计和优化分析，以掌握站内气流分布的特点。
现代化的计算机仿真技术可以将建筑物内部的气流结构模拟出来，反复优化和验证，从而提高气流结构的优化和稳定性。
1. 模拟软件的选择在进行气流组织模拟设计时，需要先选择适合的气流模拟软件。
常用的气流模拟软件包括FLUENT、ANSYS、PHOENICS 等。
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火车站高大空间气流组织模拟设计方案
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某火车站高大空间气流组织模拟设计方案
1 前言
大空间空调气流组织设计是根据舒适性要求需要，设计室内送回风形式、风速、等参数，通过设置送回风口位置、送风温度、送风速度来达到满足舒适性要求的效果。
在以往的设计过程中，尤其是在多种方案的选择中，往往需要靠设计师的个人经验，常常会出现设计不满足要求或者为满足设计要求导致能源过渡消耗的现象。
随着人们对空调舒适性要求越来越高以及能源问题越来越严重，我们需要选择更好的设计方案，而CFD技术恰恰能够为我们提供很好的辅助作用。
本文将以某火车站候车厅空调气流组织为例，阐述CFD技术在方案比选中的应用。
2 模拟对象简介
本文是对某火车站候车厅进行模拟，该车站站场总体规模为18台34线，总建筑面积约24万m2，其中站房面积约8万m2； 5层结构，地上2层，地下3层。
地上分别为高架层和火车站台层，高架层内部区域包括两个普通候车厅和一个磁浮候车厅以及外围进站大厅；地下一层为出站大厅，还设有出租车及社会车辆停车场；地下二、三层为地铁站台层。
模拟区域为高架候车厅，该火车站高架层为旅客进站及候车区域，其内部布置图如图1所示，其中磁浮候车厅面积4090m2；普通候车厅1的面积8120m2；普通候车厅2的面积为9519m2。
如图2所示中间由透明玻璃幕墙围成的区域为高架候车区，即需要模拟的区域。
1 高架层平面布置图图
2 火车站透视效果图
3 模型建立
候车区的气流组织方式分为门套式送风和座椅送风两种形式，下面针对两种送风方式分别建立模型进行模拟分析。
其中座椅送风采用诱导送风方式，候车区座椅下部设置52排座椅送风单元，每排4个，每个单元送风量为2800m3/h。
诱导风口的诱导比为1：1，诱导后单元风量为5600m3/h，温度为19.5℃，座椅送风口风速为1m/s。
其他部分具体送风参数如表1所示：
表1 两种送风方案送风量表
送风位置送风量（m3/h）
座椅送风门套送风座椅部分5824000
风柱送风180000260000
安检亭送风360000360000
门套送风0841244
总风量11224001461244
在AIRPAK中根据CAD图所给尺寸数据进行建模，为了提高计算效率，在保证模拟结果可靠性的前提下需要进行以下适当的简化：
1、结构支撑柱所占面积相对与候车区域来说十分微小，且都处于候车区与进站大厅边缘处，不会对气流组织产生影响，在建模时将其省略。
2、墙面的倾斜较小，且处于气流组织最外围，不会对室内气流组织产生影响，且斜墙面会大大降低计算的速度，建模时视为垂直墙面。
3、因为整个高架层尺寸较大，根据模型对称的特点，为了提高计算速度，在不影响计算结果的前提下，将其作简化处理：计算一半候车大厅通过设置镜像墙来完成整个计算，所以计算模型尺寸为X:72m，
Y：29m，Z：393m。
三维效果图如图3所示，
图3 整体模型三维图
4 边界条件
本文模拟对象所在地区夏季空调室外计算干球温度为35.7℃，冬季空调室外计算干球温度为-4℃。
具体边界条件如表2所示：
根据设计标准，火车站室内设计参数如表3所示，其中座椅送风组织形式中，根据设计规范，座椅下送风温度为19.5℃。
根据夏季冷空气密度较大，有明显沉降作用的特点，夏季送风角度为向上15度。
送风风速为座椅送风为1m/s，其他风口送风风速为4.5m/s 表2 边界条件参数表表3室内设计参数表
维护结构名
称热流密度（W/m2）
南北外墙10东西外墙40
5 模拟结果 由于候车厅截面众多，因此选取三个较为典型的截
面进行分析，分别为：截面A ，磁浮候车厅典型
截面；截面B ：通道典型截面；截面C ：普速候
车厅典型截面；其中A 截面的上部接触的为采光
屋面，B 、C 截面上部接触的为普通屋面。
截面位置如4示：图4 模拟截面位置示意图
温度场模拟结果如下：
图 5座椅送风截面A
温度分布 图 6门套送风截面A 温度分布
图7座椅送风截面B 温度分布 图 8门套送风截面B 温度分布
图9座椅送风截面C 温度分布 图 10门套送风截面C 温度分布
从以上温度分布图中可以看出，目前所选择的送风参数下，由于采用送风温度与室内设计温度相差9度的温差送风，而且座椅送风的风速也较大，造成室内温度有不同程度的偏低，具体对比两种工况的结果有以下结论：
门套送风和座椅送风在截面A 和截面B 的温度相当，但在截面A 与截面B 上可以看出，座椅送风温度分层更加明显，而在截面C 上由于门套送风送风温度较低，冷空气有明显的沉降作用，因此门套送风方案的温度较座椅送风的低一些，不适感更强烈。
普通屋顶
11 采光天窗
130 楼板 4
区域 室内设计温度 室内送风温度 磁悬浮候车
厅 26~28℃ 17℃
普通候车厅 26~28℃ 17℃ 进站大厅 27~29℃ 19℃
速度场模拟结果如下
图11座椅送风截面A速度分布图 12门套送风截面A速度分布
图13座椅送风截面B速度分布图 14门套送风截面B速度分布
图15座椅送风截面C速度分布图 16门套送风截面C速度分布以上结果显示，由于门套送风方案候车区的风由4.15m高的球形喷口送出，虽然采取了向上15°的送风方案，但是由于送风气流是17℃的低温气流，沉降较快，导致空调区风速较大，人处于空调区会有明显的吹风感，同时各个区域的速度分布差异较大，容易产生不适。
根据设计参数进行计算，门套送风的送风量超过座椅送风的送风量达23%，而达到的效果却使处在空调区的人有明显冷感，这充分表明门套方案设计参数选择过大，导致能量过渡浪费。
综上所述，无论从空调区温度和度还是从节能角度考虑，均应选择座椅送风方案。
6 结论
通过利用CFD技术对该候车厅进行模拟，可以在理论上得出两种方案的优劣，采用座椅送风的气流组织形式，更有利于人体的舒适性，在空调区域无明显吹风感，而且更有利于节能。
通过所得结论为方案的选择提供了较为可靠的依据，避免了因设计过程凭借经验选择方案而易出现不满足要求的现象。
因此，CFD技术在工程实践中有着很强的应用空间，尤其在设计方案的选择方面能够给出更加科学、直观的判断依据，对工程实践有着很强的辅助作用。