硬座空调客车数值流模拟及通风系统设计

摘要随着我国铁路第六次提速，旅客对空调列车的舒适性提出了更高的要求。但当前空调列车的空气品质与旅客的期望值仍有差距，主要表现在关键部位PMV不达标，影响了旅客的舒适性，因此对改进列车空调系统的呼声愈来愈高。由于不同的通风方式及送排风口位置会产生不同的气流组织，因此本文选取顶下送上排通风(准置换通风)进行仿真研究，以便对目前列车空调系统的改进提出理论依据。在模拟中突出了以人为本的研究理念，根据铁标规定选取旅客坐姿的高度进行气流组织研究。由于美国Fluent公司专门用于暖通空调领域的Airpak软件具有快速地建模功能，强大的求解器及后处理显示功能，因此本文采用该软件对硬座空调空调车的不同通风方式进行数值模拟。对模型进行简化并对准置换通风方式建模，确定边界条件，进行送风参数的模拟，对典型截面的PMV值、温度分布、速度分布分析，得出了很多有益的结论。通过研究发现，用数值模拟的方法分析和评价车厢内气流组织是可行的；本文结合人体适宜的舒适温度，PMV值和风速的要求，对上送下排的送气方法的模拟表明，车厢内乘客乘坐位置处风速和温度变化较小，PMV接近于零，乘客感觉舒适。关键词:数值模拟；准置换通风；通风系统；空气品质

ABSTRACTWiththesixthChinarailwayspeedup,thepassengerscallforhigherrequesttocomfortoftheair-conditioningtrain.Butthereisstillagapbetweenairqualityandpeople’sexpectedvalue,mostlyarebadPMVincrucialsectionaffectthepassengers.Thereforeimprovingthevoiceofthetrainairconditioningsystemisrising.Asdifferentventilationandexhaustoutletlocationwillhavetosenddifferentairflow,thisarticlesimulateandresearchthedisplacementventilationinordertobringuptheoreticalbasisforthetrainairconditioningsystemcurrently.Itishighlightingtheconceptofpeople-orientedinthesimulation,selectedtheheightofseatedpassengerstopursueairflowresearchaccordingtotheprovisionsofRailwaystandard.AssoftwarethatdedicatedtoHVACfielddevelopedbyFluentcompaniesintheU.S.,Airpakhasmodelingfunctionwithfastandpowerfulsolverandpost-processingdisplay,thisarticleusesthesoftwareonthehardseatairconditioningtraintosimulatedifferentventilation.Usethesoftware,wecansimplifythemodelandmodelingdisplacementventilation,determinetheboundaryconditions,simulatetheinletparameters,maketheanalysisoftypicalcross-sectionofthePMVvalue,temperaturedistribution,velocitydistribution,obtainedalotofusefulconclusions.Throughthestudywefounditisfeasiblethatusethemethodofnumericalsimulationtoanalysisandevaluateairflowinside;thispapersuitforthecomfortablebodytemperature,PMVvalueandwindspeedrequirements,thesimulationofthedisplacementventilationmethodshowthatthepositionwherethepassengersseathaslowerwindspeedandtemperature,PMVisclosetozero,passengersfeelcomfortable.Keywords:numericalsimulation;displacementventilation;air-conditioningsystem;qualityofair目录第一章绪论 1一、设计的目的及意义 1（一）对新风量的要求 1（二）对气流组织，噪声的新要求 1（三）新的舒适度评价指标 1二、列车通风系统的现状设计 3（一）国内铁路列车通风系统的发展 3（二）国外铁路列车通风系统的发展 4三、设计的内容及方法 5（一）设计内容 5（二）设计方法 5第二章数学模型及模拟方法 7一、流动的数学物理模型 7（一）控制方程 7（二）紊流模型 8二、边界条件的确定 9三、模型的离散求解 11（一）空间离散格式 11（二）常用离散控制方程组的求解方法 11四、通风系统的热舒适性能评价指标 12（一）空气龄指标 12（二）PMV-PPD指标 13五、Airpak软件介绍 14（一）Airpak软件在列车空调设计中的优势 14（二）Airpak软件用于室内流场模拟的优点 15第三章车厢内空调管路设计 17一、空调系统进风口的基本结构 17二、风道的布置 17三、空调热负荷计算 19（一）车体隔热壁传入车内的热量 21（二）太阳辐射热的计算 22（三）车内人员热负荷 23（四）车内机电设备散热量 23（五）热量 24（六）散热量 24第四章上送下排方式气流组织模拟 25一、模型的建立 25（一）建立车厢 25（二）设置车厢内影响气流和温度的设备 25（三）通风口的建立 31二、网格的划分和计算设置 35（一）优先级的设定 35（二）划分网格 36三、计算结果及分析 38结论 45致谢 46参考文献 47第一章绪论一、设计的目的及意义伴随着2007年4月18日开始的我国铁路第六次提速，国内主要干线的时速已经提至200公里，同时空调列车已经成为客运的主流车型。由于列车速度的提高，旅客已不满足于现今列车的旅行环境、服务质量、管理水平、方便程度等并提出新的要求，而对空调列车气流组织的要求更为明显。气流组织是指合理地组织车厢内空气的流动，使车厢内空气的温度、湿度、流速等能更好地满足工艺要求和符合人体的舒适感。旅客对气流组织的新要求主要表现为:（一）动车内部对新风量的要求新风量不足，将不能有效地稀释和带走车内产生的污染物，将导致车内空气品质变差。目前以混合通风为主的空调列车普遍存在新风量不足，二氧化碳浓度高，空气污浊等问题，影响了旅客乘车的舒适性。由于空调列车密封性好，就要求空调送风系统必须提供足够的新风量。（二）动车内部对气流组织，噪声的新要求铁路空调客车必须满足旅客的热舒适性要求。除去车辆振动、照明、客室内夏季制冷和冬季采暖效果等影响因素外，客室内的微风速、速度场、温度场、空气品质、噪声等也是至关重要的参数。旅客对空调列车室内的微风速、温差、空气龄等问题提出更高要求，而现有铁路标准能否满足旅客对列车舒适度的要求己经成为一个鱼待解决的问题。这些参数主要取决于客车空调及通风系统设计的好坏。（三）新的舒适度评价指标当前我国铁路空调列车仅以车内温度为主要控制对象，己不能满足现代空调列车发展的需要，而现今国际标准ISO7730中规定用PMV、PPD、PD等指标来对舒适度进行描述和评价(其中PMV指标代表同一环境下大多数人的冷热感觉，PPD指标用来表示人们对热环境不满意的百分数，PD定义为由空气流动而造成的人体所不希望的局部冷却)。铁道部客车空调标准(TB1951一87)仍以温度为控制指标显然不能与国际标准接轨，旅客希望高档车有高等级的舒适度标准。因此必须合理组织车厢内部气体流动和传热，以满足旅客的舒适度要求。由于车厢内气流速度和温度分布状况是车内环境舒适度评价的基础，因此设计过程中应全面考虑车厢进、出风口的大小、位置、进风质量、进风速度及温度对车内流场的影响。但传统的客车空调设计一般只考虑总体送风量和总体热交换量，将送风气流看成射流，通过求解射流的经验公式来确定车厢内各个截面的温度分布和速度分布，再视该温度分布和速度分布是否满足设计要求来调整送风口位置、尺寸及送风速度等参数。由于射流经验公式无法考虑到车厢形状及座椅等影响因素，也无法考虑排风气流对射流形成的影响，因此采用射流经验公式获得的结果是比较粗糙的。按照传统的设计方法，车厢内气流组织的分布无法准确控制，从而造成车厢内旅客活动区的舒适度不能满足要求。据一项调查(表1)表明，目前我国空调客车舒适程度有待提高，这都是气流组织分布不合理造成的。由于不同的空调通风系统会产生不同的气流组织，对目前空调列车通风系统进行研究很有必要。表1热舒适主观感受调查结果调查项目调查结果（人数）对车厢内热舒适度是否满意满意65一般114不满意364不满意的原因温度高湿度大夜间感觉冷441由于空调列车的通风形式多种多样，本文选取软卧客车目前较常见的顶置混合通风，孔板送风及作者提出的下送上排方式进行研究。通过对以上三种通风方式的研究，旨在找出各自方式的优缺点，送风参数及送排风口位置的变化对车厢内气流组织的影响，从而对目前列车空调系统的改进提出理论依据。目前对空调列车通风系统的研究分三种方式:l)射流计算。采用以往空调列车通风系统的设计方法，即按照民用建筑室内通风空调的射流计算方法，预测和分析空调列车室内的气流组织。由于空调列车具有空间狭小、室内障碍物复杂、同时伴随着复杂的传热方式等特点，因此这种方法预测空调列车室内气流组织的分布会有较大误差;2)试验方法。优点是能够检测出某些测试点的真实值，但试验成本高、周期长;3)数值计算法。此方法可以避开试验成本高，周期长的限制，充分发挥数值计算速度快、成本低、资料全等优点，在设计初期计算阶段即可很方便的调整送风参数和送风位置、回风位置和其它边界条件等，使其达到预期目的。本课题采用数值模拟方法对硬座空调动车二等车厢进行仿真研究。通过本课题的研究，旨对目前送风方式存在的问题提出解决方案，并为列车空调系统的设计提供理论依据二、列车通风系统的现状设计铁路客车空调系统包括通风系统、空气冷却系统、空气加热系统、空气加湿系统和自动控制系统等五部分组成。其中通风系统是空调系统中唯一不分季节而常年运转的系统，它的作用是:空气过滤，空气输送和空气分配。因此它的质量状态直接影响到旅客的舒适性和空调系统的经济性。（一）国内铁路列车通风系统的发展我国铁路客车空调的研制起步较晚。解放前几乎没有独立的铁路客车制造工业。上世纪60年代，我国开始自行研制空调客车，1966年由青岛四方厂设计制造了Rz24;型空调软座车，并编组成列车组用于广深线，作为当时该线接待外宾、港澳同胞、归国华侨的专用列车。80年代末至90年代初，空调客车的数量猛增，到1990年底，已有空调客车1500余辆。今后随着铁路的跨越式发展，空调列车的数量更是不可胜数。图1动车内座椅分布建国初期，我国铁路客车通风采用自然通风器，1955年前为格兰德式(仿日本)，以后为切斯诺柯夫式(仿苏联)。自然通风器置于车顶，换气量小，在春夏秋季节主要借助开窗通风换气;在冬季，换气量明显不足，特别是客车超员时，车内空气品质恶劣。七十年代后期，我国铁路客车开始小批量安装空调，客车通风也随之发展。当时在硬座、软座、软卧及餐车上普遍采用车顶中央风道，沿长度方向均匀设置10-12个风量可调节的送风口;硬卧和双层客车由于受空间限制，采用高速诱导通风，诱导器布置在车窗下方，紧靠侧墙。到80年代后期，空调客车超过千辆，送风形式较多，主要是等截面车顶中央空调上送式及车顶中央双风道上送式，有些列车因结构限制亦采用地板两侧风道上送式(如1989年南京浦镇车辆厂生产的双客)。送风口的形式也是多种多样，主要是散流器和多孔板。经试验，采用上述通风形式时，多数车辆的温度均匀性达不到铁标规定的要求(<3℃)。设置在风道内的各送风口风量调节装置，因影响因素较多，在实际调节过程中很难将各送风口的送风量调节均匀。为解决上述问题，铁道部四方车辆研究所于1989年承担了中国铁路机车车辆工业总公司下达的空调客车均匀送风道及送风口可行性研究的课题。以后又研制出条缝式均匀送风风道及送风口。该风道由中央主风道和静压箱风道组成，其断面形状为矩形，在静压风道的底部或侧部开有纵向条缝式送风口，该送风形式取消了风量调节装置，风道阻力小，利用静压送风原理，送风均匀。1991年下半年，曾在南昌车辆段对长春客车厂生产的硬座车进行了装车改造。经过几年的运用试验，证明该送风形式的送风效果好，达到了均匀送风的目的。2002年中国开始研究高速列车，目前，第一代产品己通过试验。高速列车的断面为鼓形，空调部件包在车体轮廓内，满足了高速空气动力学的要求。若采用单元式机组，车辆端部的各辅助包间无足够的上部空间可供安装，若将该机组置于车底，则送风形式及风道的布置也相当困难。综合考虑，采用了分体式空调机组。车上部分为空气处理单元，用于处理车内循环空气及从车外吸入的新风，车底部分为压缩冷凝单元和废排单元。空气处理单元和压缩冷凝单元之间通过制冷剂管路连接，可降低车辆重心，提高车辆运行的动力学性能;而车上机组可布置在二位端平顶之上，提高了空间利用率。此外，车内空气质量也日益引起人们的重视。随着CFD数值模拟软件的兴起，国内很多研究所、院校、企业等对空调列车室内流场进行模拟分析，其中做的比较早的有青岛四方车辆研究所、西安交通大学等单位，他们主要针对25K及25G型车座车及硬卧车等进行过数值研究，但是对25T型软卧车研究较少。近年来，上海交通大学、西安建筑科技大学等高校也广泛开始这方面的研究（二）国外铁路列车通风系统的发展国外铁路客车通风起步早，发展较快，特别是在铁路技术较先进的国家，如日本，德国，法国等更是如此。由于列车运行速度高，且整个车厢内的气密性能又好，因此，为保证旅客旅行舒适，客车空调的通风就显得非常重要。三、设计的内容及方法（一）设计内容本文主要对上送下排通风方式的数值模拟，采用美国Fluent公司开发的专用于室内流场模拟的Alrpak软件对硬座空调动车二等车厢进行数值模拟。对研究区域、边界条件及卧铺包间内障碍物进行适当的简化、建模，然后进行数值模拟，以得到不同送风条件下包间内速度场和温度场的分布情况。计算采用的模拟软件能够提供包间内各截面的平均空气龄、PMV及PPD值，通过对典型截面的分析，预测车厢内空气品质的分布情况。通过对模拟的温度场、速度场、PMV、空气龄的分析，设计所需的通风换气系统。（二）设计方法传统工程开发研究采用的试验方法容易受到各种客观条件的限制，且使用实物试验进行大规模的参数调试是极为昂贵的。而数值计算的方法不但具有成本低，速度快，资料完备，操作简单，能模拟复杂工况等优点，还可以减少实验工作量，得到更多完整的信息，尤其在与流动有关的工程领域，CFD技术是预测性能随几何形状与工况变化情况强有力的工具。CFD方法求解问题的基本思路是:把原来在时间和空间坐标中连续的物理量场(如速度场，温度场，浓度场等)用一系列有限个离散点(称为节点)上值的集合来代替，通过一定原则建立起这些离散点上变量值之间的代数方程(称为离散方程)，求解所建立起来的代数方程以获得所求变量的近似值。本文的研究思路是:首先根据车厢内流场的特点，建立适合于求解客车车厢内部气流组织空气动力特性的数学、物理模型及相应的数值计算方法;采用上述数学模型和数值计算方法，模拟文献的典型算例，以验证数学模型和Airpak模拟方法的正确性;然后针对铁路25型硬座空调客车的上送下排方式进行研究，在合理的简化假设下建模，利用计算流体力学软件Airpak对空调客车室内夏季运行工况下的气流组织进行模拟研究，得到温度分布图、速度分布图、空气龄、PMV;在满足气流组织基本要求的前提下，采用温度不均匀系数、速度不均匀系数、空气龄、PMV等指标评价数值计算的结果，为方案的优化提出理论依据图2是CFD方法求解示意图

第二章数学模型及模拟方法本文的主要工作是通过Airpak软件对上送下排换气方式进行数值模拟，从而对空调列车车厢内部温度场、速度场、热舒适性进行研究。在研究过程中针对具体模型所选用的计算方法是否可行，边界条件是否设置正确以及如何在不对计算结果产生较大影响的前提下合理简化计算模型，需要一定程度的流体力学和数值模拟理论。为此，本章首先对数值模拟理论作简单介绍，最后通过文献的实验数据和相同条件下Airpak模拟结果进行对比，验证模拟方法的正确性。一、流动的数学物理模型流动与传热现象大量地出现在列车空调室内，这些流动与传热过程都受到三个基本物理规律的支配:即质量守恒、动量守恒、能量守恒。在数值传热学中，这三个守恒定律的偏微分方程被称作控制方程。（一）控制方程质量守恒定律的微分表述为:单位时间内微元体中流体质量的增加等于同一时间间隔内流入该微元体的净质量。由此可得出质量守恒方程:上式中：，，分别为流体在方向上的速度分量，为流体密度。等式左边的后三项是质量流密度的散度，引入矢量符号后质量守恒方程变为:动量守恒方程是牛顿第二定律在流体流动中的表现形式，其表述为:微元体中流体动量的增加率等于作用在微元体上各力之和。在三个坐标方向上对流体微元分别应用牛顿第二定律并引入牛顿切应力公式和斯托克斯表达式，可得三个坐标方向的动量方程:X方向动量方程Y方向上的动量方程Z方向的动量方程其中为流体动力粘度，为流体第二分子粘度。能量守恒方程的文字表述为:微元体内热力学能的增加率等于进入微元体的净热流量加上体积力与表面力对微元体所做的功。（二）紊流模型由于空调列车室内的气流运动一般处于紊流状态，而紊流模型已取得了很大发展。依据求解紊流粘性系数岭所需微分方程的个数，紊流模型分为零方程模型、一方程模型和双方程模型。所谓零方程模型是指不需要微分方程而用代数关系式把紊流粘性系数与时均值联系起来的模型。零方程模型只用动量方程组和连续性方程组，并把方程组中的雷洛应力假设为平均物理量的某种代数关系，从而使方程组得以封闭，而无需附加其它的微分方程组，就能结合具体的边界条件求解流场中的各个速度分量。零方程模型中最著名的是混合长度模型，这是Prandtl(普朗特)在1925年借助混合长度的概念提出的。式中：,Prandtl混和长度，m；,脉动速度，米每秒。该时是第一个描述涡旋粘性分布的紊流模型，它相当于用平均流的速度梯度估计紊流时间尺度。混合长度模型在二维边界层和平面射流问题中应用得十分成功，但对某些复杂的边界层，很难给出恰当的混合长度，如两个同心圆筒间的流动、二次流(seconddarynow)、多层剪切层和弯管中的循环流动等。此时，混合长度模型将不再适用。一方程模型是在零方程的基础上发展起来的，它是在原来的方程组中附加一个紊流动能方程组共同求解，从而构成紊流一方程模型。在混合长度理论中，v:仅与几何位置及时均速度场有关，而与紊流的特性参数无关。混合长度理论应用的局限性促使人们将气体分子动理论引入到紊流流动中，认为涡旋粘性应与紊流的特征长度及脉动的特征速度的乘积有关。二、边界条件的确定铁路硬座空调动车主风道采用的是静压式送风道，该送风道在我国列车空调系统应用中已经日趋成熟，其风道送风阻力低、噪声小，送风均匀。因此，本课题假定各个包间内送风己达到均匀且互不干扰，送风量大小相等。假设条件：室内气流低速流动，可视为不可压缩流体；流动为稳态流动；满足Boussinesq假设：认为流体密度的变化仅对浮升力产生影响；假定流场具有高紊流雷洛数，这时，流体的紊流粘性具有各向同性，紊流粘性系数可作为标量处理；气流为低速不可压缩流动，可忽略由流体粘性力所引起的耗散热。计算车体长宽高分别为，内部设有座椅12排，每排5个；车厢内满员，人体发热量为102W；灯管两排，每排9个，功率25W。本文以夏季列车运行工况为计算依据，空气入口速度为1米每秒，入口温度为293K；回流温度为300K，人体散热量按每人102W计算，车厢外温度308K。设计总送风量4588，其中新风1376，折合为0.3822。入口边界：a送风温度给定；b送风速度给定；c入口截面的值（入口脉动动能）可取为来流平均动能，即：出口边界：a出风口温度计算公式：b出口气流速度计算：其中：进风口面积，：出风口面积，：热源总放热量，W。c假定出口截面流动是单向化的，即出口截面附近没有回流，此时可取与出口相邻的控制容积，离散方程相应于出口边界的系数为零，这样就无需规定出口边界值。在壁面上如何确定有效扩散系数k的边界条件，同时计算所得的切应力和热流密度应与实际情形基本相符，因此，在假定粘性支层外速度服从对数分布率的条件下，把第一个内节点布置到粘性底层以外的区域，边界上的当量粘性系数和当量导热系数可以适当放大：其中：，是流体表面上的分子粘性系数与导热系数：d边界上的温度可按壁温以及热流计算，壁面上的当量扩散系数是按下式确定：三、模型的离散求解对于在求解域内所建立的偏微分方程，理论上都有真解。但由于所处理问题自身的复杂性，如边界条件或自身方程等，致使很难获得真解。因此，就需通过数值方法把计算域内有限数量位置(即网格节点)上的因变量值当作基本未知量来处理，从而建立一组关于这些未知量的代数方程，然后通过求解代数方程组来得到这些节点值，而计算域内其它位置上的值则根据节点位置上的值来确定。这样，偏微分方程定解问题的数值解法可分为两个阶段。首先，用网格线将连续的计算域划分为有限离散点(网格节点)集，并选取适当的途径将微分方程及其定解条件转化为网格节点上的相应代数方程组，即建立离散方程组;然后，在计算上求解离散方程组，得到节点上的解。用变量的离散分布近似解代替了定解问题精确解的连续数据，当网格节点很密时，离散方程的解将趋近于相应微分方程的精确解。偏微分方程的数值求解方法主要有:有限容积法(FvM)，有限元法(FEM)，有限差分法(FDM)等。由于有限容积法导出的离散方程可以保证具有守恒特性，而且离散方程系数的物理意义明确，是目前流动与传热问题数值计算中应用最广泛的一种方法，因此本文即采用有限容积法对控制方程进行离散。（一）空间离散格式使用有限容积法建立离散方程时，其关键是将控制体积界面上的物理量及其导数通过节点物理量插值求出。引入插值方式的目的是为了建立离散方程，不同的插值方式对应于不同的离散结果。因此，插值方式常称为离散格式。在满足稳定条件的范围内，一般情况下在截差较高的格式下解的准确度要高一些。稳定性与准确性常常是相互矛盾的，准确性较高的格式，如Quick格式，都不是无条件稳定的，而假扩散现象相对严重的一阶迎风格式则是无条件稳定的。（二）常用离散控制方程组的求解方法对离散后的控制方程组的求解可以分为藕合式解法(coupledmethod)和分离式解法(segregatedmethod)。目前，使用最为广泛的流场计算方法是压力修正法，其实质是迭代法，在每一时间步长的运算中，先给出压力场的初始猜测值，据此求出猜测的速度场。再求解根据连续方程导出的压力修正方程，对猜测的压力场和速度场进行修正，如此循环往复，可得出压力场和速度场的收敛解。压力修正法有多种实现方式，本文采用SIMPLE算法。即“求解压力祸合方程的半隐式方法”。其基本思想可描述如下:对于给定的压力场(它可以是假定的值，或是上一次迭代计算所得的结果)，求解离散形式的动量方程，得出速度场。因为压力场是假定的，这样得到的速度场一般不满足连续方程。因此，必须对给定的压力场加以修正。修正的原则是:与修正后的压力场相对应的速度场能满足这一迭代层次上的连续方程。据此原则，把由动量方程的离散形式所规定的压力与速度关系代入连续方程离散形式，从而得到压力修正方程，由压力修正方程得出压力修正值。再根据修正后的压力场，求得新的速度场，开始下一层次的计算。如此反复，直到获得收敛解。基于非结构网格的SIMPLE算法在非结构网格上分析稳态问题或者瞬态问题的一个时间步的SIMPLE算法计算步骤如下:根据经验假设一个压力场的初步猜测值，为；将代入动量离散方程，求出相应的速度、和；根据动量插值公式，计算界面流速、和；根据压力修正方程计算压力修正方程的系数及源项；求解压力修正值方程，得到各点上的压力修正值；通过插值方式计算各界面上的压力修正值万，然后通过速度修正方程，计算节点速度修正值与；计算修正后的速度、、和压力；检查结果是否收敛，若不收敛，重新回到第2步，开始下一层次的迭代计算，直到得出收敛解。四、通风系统的热舒适性能评价指标如果一个人对其所处环境的温度、湿度和气流速度均感到满意的话，且室内空气不冷也不热，既不干也不湿，那么根据D创1946/2对人而言就达到了热舒适。ASHRAE标准55定义的热舒适性为:对热环境表示满意程度的一种状态。对于任何空调(供热、制冷)而言，人的热舒适性就是评价通风系统优劣的一个重要组成部分。（一）空气龄指标空气龄即空气年龄，指房间内某点处空气在房间内已经滞留的时间，以此来衡量室内空气品质的优劣。由于单个空气分子的不规则随机运动，因此下文涉及测点的空气龄均指平均空气龄。根据Sandberg等人的定义，空气龄已成为继温度、湿度之后评价室内空气的又一重要参数。（二）PMV-PPD指标丹麦的Fanger教授提出了热舒适理论及热舒适方程式，对热环境的研究做出了重要贡献，已得到了国际的公认。在国际标准ISO7730中，以PMV、PPD、PD等指标来对舒适度进行了描述和评价，ASHRAE手册给出了新的等效温度图。PMV(PredictedMeanVote)指标代表了对同一环境下大多数人的冷热感觉，该指标综合考虑了人体活动程度，衣服热阻(衣着)，空气温度，平均辐射温度，空气流动速度和空气湿度等六个因素。Fanger收集了1396名美国和丹麦受试对象的冷热感觉表决票，提出了表征人体热舒适的一个较为客观PMV指标，该指标与六个因素之间有如下关系:M人体能量代谢率；W人体所完成的机械功，在静坐和平地活动时为0；空气的水蒸发压力（）周围空气温度房间空气辐射温度穿衣面积系数；衣服外表面温度对流换热系数可用PMV指标预测热环境下人体的热反应，如表所示表2PMV分布表热感觉热暖微暖适中微凉凉冷PMV值3210-1-2-3PMV指标代表了对同一环境，绝大多数人的舒适感觉，但由于人与人之间的生理差异，少数人对该热环境并不满意，故用PPD(PredictedPercentageofDissatisfied)指标来表示对热环境不满意的百分数，ISO7730对PMV-PPD的推荐值为PPD<10%，PMV值在一0.5~0.5之间，相当于人群中允许有10%的人感到不满意。在列车空调系统中，PMV关系式中M随乘客年龄、周围环境甚至一天中不同时刻而变化，在软卧车中人体活动量少W为O。五、Airpak软件介绍本课题数值模拟软件采用目前国际上流行的大型计算流体力学软件Fluent公司开发的专用于暖通空调领域的Airpak软件。Airpak软件应用领域非常广泛，包括建筑、汽车、楼房、化学、坏境、HVAC、造纸、石油、制药等行业。目前Airpak己在很多方面的设计得到了应用，包括:住宅通风、排烟罩设计、污染控制、工业空调、工业通风、建筑外部绕流、运输通风、矿井通风、厨房通风、餐厅和酒吧、电站通风、体育场等。（一）Airpak软件在列车空调设计中的优势近几年，随着我国铁路空调客车应用的迅速发展，人们逐渐认识到空调客车室内气流组织度的分布等。传统的铁路空调客车室内气流组织设计是将送风气流看成射流，通过求解射流的经验公式来确定车厢内各个截面的温度和速度分布，并采用调整送风口位置及尺寸、送风风速等方法改变温度分布和速度分布使其满足设计要求。射流的经验公式无法考虑到具体车厢内的形状及座椅、茶几、行李架等因素的影响，也不能考虑排风气流对射流造成的影响。所以采用经验公式获得的数据结果较粗糙，不能准确预测室内气流组织的分布特征。数值模拟需要的时间和花费相对较少，且能得到较准确的结果，如果在车辆设计制造的初期对车室内气流组织进行计算机模拟，预测流场、温度场，就能避免上述损失。计算流体动力学(ComputationalFluidDynamics简称CFD)的发展和应用，在一定程度上解决了空调系统设计中单凭经验和感觉进行设计而造成的不足。以Airpak软件为例:Airpak提供了强大的数值报告，可以模拟不同空调送风系统气流组织形式下室内的温度场、湿度场、速度场、空气龄场、污染物浓度场、PMV场、PPD场等，以便对房间的气流组织、热舒适性和室内空气品质(IAQ)进行全面综合评价。同时可以得到速度矢量、云图和粒子流线动画等，实时描绘出气流运动情况。铁路车辆设计过程中,空调通风系统是重要一环,采用CFD手段辅助设计,具有重要的工程意义与创新价值。本文采用计算流体力学(CFD)软件Airpak(1.0)对摆式客车一等座车空调通风系统进行CFD仿真计算。对空调风道的静压腔中是否加隔板、隔板如何安放、风道出风口大小及位置进行了优化计算，为空调通风系统设计提供了极有价值的数值仿真结果。（二）Airpak软件用于室内流场模拟的优点1．建模快速:Airpak是基于“object”的建模方式，这些“object”包括房间、人体、块、风扇、通风孔、墙壁、隔板、热负荷源、阻尼板(块)、排烟罩等模型。另外，Airak还提供了各式各样的diffuser模型，以及用于计算大气边界层的模型。Airpak同时还提供了与CAD软件的接口，可以通过IGES和DXF格式导入CAD图形。2．自动的网格划分功能:Airpak具有自动的非结构化、结构化网格生成能力，支持四面体、六面体以及混合网格，因而可以在模型上生成高质量的网格。Airpak还提供了强大的网格检查功能，可以检查出质量较差(长细比、扭曲率、体积)的网格。另外，网格疏密可以由用户自行控制，如果需要对某个特征实体加密网格，局部加密不会影响到其它对象。非结构化的网格技术—可以逼近各种复杂的几何形状，大大减少网格数目，提高模型精度;四面体网格—用来模拟极其复杂的形状，从而保证求解精度。3．广泛的模型能力:强迫对流、自然对流和混合对流模型、热传导模型、流体与固体祸合传热模型、热辐射模型、层流、湍流，稳态及瞬态问题。4．强大的解算功能:求解器一FLUENT，全球最强大的CFD(计算流体动力学)求解器;有限体积方法(FiniteVolumeMethod)，结构化与非结构化网格的求解器，可以并行算法，能够实现UNIX或NT的网络并行。5．强大的可视化后置处理，面向对象的、完全集成的后置处理环境.可视化速度矢量图、温度(湿度、压力、浓度)图、画云图、粒子轨迹图、切面云图、点示踪图等。图片可以通过postscripts、PPM、TIFF、OIF、JPEG和RGB格式输出到文件。可以生成气流运动动画，动画可以存成AVI、MPEG、GIF等格式的多媒体文件输出。6．强大的报告和可视化工具:Airpak提供了强大的数值报告，可以模拟不同空调系统送风气流组织形式下室内的温度场、湿度场、速度场、空气龄场、污染物浓度场、PMV场、PPD场等，以便对房间的气流组织、热舒适性和室内空气品质(IAQ)进行全面综合评价。同时得到速度矢量、云图和粒子流线动画等，可以实时描绘出气流运动情况。7．设计性能评估:后处理还包括产品设计性能的评估，气流、温度、湿度分布、舒适度、压力等参数。图2表示了Airpak软件用于计算流体力学的应用流程，图3Airpak应用流程图

第三章车厢内空调系统设计一、空调系统进风口的基本结构空调的整体结构如图4所示图4空调进风口结构新鲜空气经过外部二个新鲜空气栅格进入，每个空气栅格在车体两侧。回风主要通过位于空调机组后部的走廊天花板的空气栅格回风和新鲜空气在二个混合箱中混合，这两个混合箱位于新鲜空气栅格和HVAC单元侧面之间。混合空气由两边进入HVAC单元，在内部通过蒸发器盘管和电加热器处理，制冷剂气体膨胀制冷或经过电阻式加热器加热。经过供气管系进入旅客车厢的处理空气会受到控制。新鲜空气是通过底框的排气装置排出和通过排风管系统连接到旅客车厢。其次，门廊的风扇-加热器为这些区域的供暖。系统调节由位于门廊电柜的电子控制器执行。控制器读取新鲜空气，回风，补给空气和旅客车厢的温度传感器值，决定不同部件的运行。最后，系统装备有两个压力波传感器，安置在尾车的车身壁两边，每一列车共安置四个传感器。传感器激活关闭/打开排气装置和新鲜空气格的阻尼器的信号，目的是进入隧道时，保护旅客防止压力波动。二、风道的布置各个部分的材料，铝材质风道，重量较轻第一节风道采用消音风道以降低噪音风道内部加20mm厚的保温材料铝合金顶板以多孔板形式设计送风，各部位的风量可根据实际需要进行调整，有效气流分布。分体式空调机组，能降低中心，节省顶部空间及降低车内噪音，全封闭活塞式压缩机，控制开关板装在压缩、冷凝箱上:包括断路器继电器和接触器，不锈钢蒸发器机架，碳钢冷凝器机架。图5风道分布图在制冷模式下，大约有75％以上的风量通过中间管道输送，通过多孔天花板通道排出，外侧的暖气管道输送25％，经暖气管道通过地板出口排出和窗口处排出此分布形式对车厢内的温度分布进行调节。制冷和采暖流量的转换是通过安装在消音器下方的一个可变化的薄片来实现。废排风道设置在两侧墙的下部总排风量的大小与新风量相同，各部位的排风量主要是考虑温度及压力分布的要求，客室、通过台的排风直接与风道相连，卫生间、PIS柜、厨房的排风通过管道与排风道相连。图6回风道回风通过顶板上空调单元的后面的一个格栅被吸入，不通过风道连接至混合箱后进入空调单元。三、空调热负荷计算铁路客车的热负荷通常包括以下几个方面:车体传热量,太阳辐射量,人员散热量,车内机电设备散热量及新风热负荷等,车内外的设计参数规定为:夏季车外设计温度为35℃相对湿度为60%,车内设计温度为24-27℃,相对湿度为40%～65%。下图是空调系统设计基本原理图。图7空调系统基本原理焓湿图空调通常采用新风（室外新鲜空气）和室内回风（室内循环空气）混合，再经空调器处理后送风。设计计算或选择设备时都需要确定空气的混合状态。根据混合前后空气的能量守恒（称为热平衡）和混合前后水蒸气的质量守恒，应有：有上式可以推出：由上两式可见，空气状态N变至状态C，或有状态W变至状态C，两过程的热湿比相同，因此，N、C、W三状态点必在同一过程线上，这就是说，混合空气的状态点C，必在混合前两种空气的状态点的连线上等焓线是平行线，等湿量线也是平行线，根据平行线分割其间两直线的对应线段乘比例这一几何原理，并结合上述两式有：由合比定理可变换为：或由上式进一步可知，混合状态点C将混合前两状态点的连线分割成的两段的长度，和参与混合的两种气体量的大小成反比。图8新风和回风混合焓湿图若两种空气量之比不是整数，按比例确定混合状态点C的位置不易准确时，可由下式先计算QUOTE即：算出QUOTE，则H=QUOTE的等焓线与参与混合的两种气体状态点的连线的交点，就是混合状态点C.（一）车体隔热壁传入车内的热量在稳定条件下。当隔热壁两侧的温度不同时，热流就要从高温一侧通过隔热壁传至低温一侧其传热公式为QUOTE=kFQUOTE式中：QUOTE—车体围护结构热负荷，W；k—车体围护结构传热系数，W/（QUOTE）；F—计算传热面积，QUOTE；QUOTE—车内外温度，K。其中车体计算传热面积按下式计算F=QUOTE式中：F—车体计算传热面积，QUOTEQUOTE—车内外表面积，QUOTE隔热壁的传热系数K是指车内外空气温度相差1K或1℃时，在1h内，通过QUOTE隔热壁表面积所传递的热量。它表示车体隔热壁允许热量通过热量的能力。K值愈大，在同样传热面积与车内外温差的情况下，通过的热量就愈多，隔热性就愈差。热量从隔热壁一侧的空气中传至另一侧的空气中，其传热过程可分为三个阶段：表面吸热—热量从一侧的空气中传至隔热壁的一侧表面；结构透热—热量从隔热壁的一侧表面传至另一侧表面；表面防热—热量从隔热壁另一侧表面传至另一侧的空气中；这个传热过程包括以热传导为主要形式的隔热壁内部的传热和以对流及辐射为主要形式的隔热壁边界的传热。车体传热系数随列车运行的速度的提高而增大，表8-3位不同车速下k的推荐值。列车速度提高到时传热系数增加的主要原因在于外表面传热系数增大，外表面传热系数与速度之间的关系可近似表示为式中：QUOTE表面传热系数，W/（QUOTE）；QUOTE列出运行速度，km/h。表3不同车速下的k值车速（km/h）020406080100120140160k(W/㎡·K）1.161.381.541.701.831.972.072.102.22（二）太阳辐射热的计算车辆运行时经常受到周期性变化的太阳辐射热的作用，夏季太阳辐射对车辆的热作用是影响车辆热负荷的重要因素。有资料表明：对于冷藏车，由于太阳辐射的热作用儿消耗的冷量占制冷装置制冷量的10%，而对于有大面积玻璃窗的空调客车，因太阳辐射而消耗的冷量就更大了。因此，研究太阳辐射对具有制冷设备车辆的热作用有着重要的意义。太阳辐射能的大小通常用太阳辐射强度J来量度，它表示单位面积的黑体表面置于太阳光下每小时吸收的热量。太阳辐射强度主要取决于被照射地点与太阳光线的夹角，即太阳高度角。如太阳光线与地平线的夹角越小，则太阳光照射到地面所经过的大气层越厚，因而大气层中水汽、灰尘等物质的吸收和散射的影响越大，使太阳对地面的辐射热作用就越弱，因此，太阳高度角越小辐射强度越小。显然，由于地理纬度不同，太阳高度角也不同，因而纬度愈低的地区(如赤道)，太阳辐射强度愈大；季节不同，由于地球的公转引起太阳高度角不同，这就造成夏季太阳辐射强度大，日照时间长，而冬季太阳辐射强度小，日照时间短；对于某一地点，只有白昼才能受到太阳光的照射，并且在中午时太阳辐射强度最大，而早晨和黄昏太阳辐射强度最弱。一般当太阳的高度角h小于5度时，太阳辐射的热作用就很小了，可以忽略不计。在晴朗无云的白天，在某纬度处与太阳光线垂直的平面上的太阳辐射可以按下式计算式中1361—是太阳常数，W/QUOTE；h—为太阳高度角，度；P—大气透明系数，在0.7-0.8范围内变化。太阳高度角h按下式计算式中—当地纬度；—太阳赤纬，不同日期太阳赤纬—从正午计算起的时角，由于地球绕地轴自传15°相当于1h，=15，其中是从正午算起的当地时间。（三）车内人员热负荷人体在生活和工作过程中，皮肤表面通过对流和辐射散发给周围空气中的热量叫做显热。此外，人体皮肤和肺还会蒸发水分，水分蒸发时从人体吸收的热量称之为潜热。人体散发的总热量就是嫌热河潜热之和。车内人员热负荷按下式计算：式中：n—车内定员数，人；μ—群集系数，为0.955；QUOTE—人体显热量，W/人；QUOTE—人体潜热量，W/人；表4成年男子散热量室温/℃2021222324252627显热/W/人潜热/W/人（四）车内机电设备散热量机电设备散热量QUOTE等于安装在车内的电动设备散发的热量QUOTE和照明灯具散发的热量QUOTE之和，即（五）热量式中QUOTE—电动设备的安装功率，即额定功率（KW）；—电动设备的效率；（六）散热量白炽灯：荧光灯：式中N—白炽灯荧光灯的照明功率；QUOTE—整流器的散热系数；—灯罩隔热系数，有灯罩的取0.6～0.8；车内总的热负荷为式中：：—车内总的热负荷，W。

第四章上送下排方式气流组织模拟一、模型的建立计算车体总长13.22m，车厢内长9.35m，宽3m，顶高2.5m，内部设有座椅12排，每排5个；车厢内满员，人体发热量为102W；灯管两排，每排9个，功率25W。送风方式为上送下排方式，在每节车厢顶部对称的分布两排进风口每排四个，尺寸20*160，两排送风口各自向机车中心线处送风合成一股从车厢正中间顶部吹下的气流。考怒到人体对其流的影响作用，为研究方便将人体简化为长方体，参照《铁路客车设计手册》取人体参数为：坐立时高度1.2m，胸深0.2m，肩距0.44m。建模过程具体过程如下：（一）建立车厢打开Airpak软件点击room，弹出对话框，设置区域参数如图9所示：图9点击完成空间的建立。（二）设置车厢内影响气流和温度的设备1．座椅点击model菜单下的blocks，编辑菜单上点击New，然后点击Edit进入编辑菜单，输入如图10所示的参数，点击按钮建立座椅面。图10重复上面的步骤创建座椅靠背和一条座椅腿，设置参数如表5所示表5NamexSySzSxEyEzEBei00.55-0.11.51.350Leg00-0.10.10.450利用第一条腿复制得到其它三条腿在blocks菜单栏中选中Leg，然后单击按钮，弹出对话框中后面输入1，点亮图标，在xoffset里面输入1.4，其它的全为0，点击完成操作并关闭窗口；剩余两条腿的建立，使用groups命令，在model下的groups命令中点击create命令，建立一个群组，然后使用Add添加元素，点击在下拉菜单中选择pattern命令，弹出的对话框中如下，输入Leg*的字样，然后使用完成命令，则元素Leg全部被添加进去，如图11：图11然后点击groups命令中的按钮如图12。图12点击完成复制并关闭窗口。这样就完成了一边座椅的建模。2．乘客的模拟使用blocks命令，但人体是一个热源，需进行边界条件的确立，据机械手册查得人体大概相当于一个102w的热源。先点击blocks命令下的New按钮然后在点击Edit进行编辑，输入结果如下然后点击和命令完成建模并关闭窗口。其它的乘客可通过复制命令来完成。复制其它乘客，在下选中ti后点击，将的值设为2，在下将xoffset值定为0.5，其它的均置为0，图13，点击完成复制关闭窗口。图13这样，车厢内一侧的一排座椅和乘客的模拟就完成了，然后用同样的方法模拟另一侧，各种使用参数如表6：表6座椅和乘客参数NamexSySzSPowerxEyEzEBeix20.55-0.1031.350Leg120-0.102.10.450Leg22.90-0.1030.450Leg320-0.402.10.45-0.3Leg42.90-0.4030.45-0.3Mianx20.45-0.4030.550Tix20.55-0.31022.41.35-0.12Tix12.60.55-0.310231.35-0.12部分模型可用复制命令来建模，完成第一排座椅的的整体建模，软件执行完任务后视图框中的模型如下图14：图14车厢内座椅的横向分布将建立好的模型复制到全车空间点击model下的groups在groups对话框中点击creategroup，然后点击Add下的pattern添加元素，在弹出的窗口中输入元素名*（比如Bei*）的标志然后带点击accept完成添加，当所有的元素添加完后，在groups窗口中单击Copy进行复制操作，在输入13，zoffset中输入-0.8，如图15：图15点击，整个车厢内的座椅的建模就完成了，结果如图16所示：图16全车内座椅分布3.行李架和灯管的模拟行李架和灯管的建立，都可以使用blocks命令，但灯管是个热源，并且要做成圆柱型的。点击New和Edit编辑，其操作如前所述。参数表7：表7行李架参数NamexSySzSxEyEzEJia102-9.60.72.10Jia22.32-9.632.10（三）通风口的建立1.进气孔的建立进风口、回风口和排废通道使用opening命令来完成，命令执行过程opening→New→Edit，会有编辑窗口弹出，然后输入如下图所示的参数。几点说明，opening命令在Airpak软件当中用来模拟进风口回风口和排气口，可设定边界条件，在本设计中，进风口进风温度是293K，应在Temperature一栏输入20摄氏度，进风速度定为1.0米每秒，偏向车厢中部进风，故在xVelocity处键入-0.6米每秒，在yVelocity处键入-0.8米每秒，其它位置参数相应的输入就可以了。另一侧的进风口速度控制基本相同，只是将xVelocity改为0.6米每秒，这样就能使两侧进风口的进风向车厢中心处运动，有利于形成紊流增强换气效果。如图17所示：图17其它进风口、回风口和排废口的建立过程如前所述。其位置参数和边界参数如下表：表8进风口参数表NamexSySzSxEyEzETemperatureVelocityXYZJin10.72.5-2.10.9——-0.5200.6-0.80Jin.12.12.5-4.52.3——-2.920-0.6-0.80Jin1.10.72.5-4.50.9——-2.9200.6-0.80续表Jin.22.12.5-6.92.3——-5.320-0.6-0.80Jin1.20.72.5-6.90.9——-5.3200.6-0.80Jin.32.12.5-9.32.3——-7.720-0.6-0.80Jin1.30.72.5-9.30.9——-7.7200.6-0.802.建立排气口表9排风口参数表NamexSySzSxEyEzETemperatureVelocityXYZPei0.50-2.10.6——-0.5270-0.670Pei12.40-2.12.5——-0.5270-0.670Pei.10.50-4.50.6——-2.9270-0.670Pei1.12.40-4.52.5——-2.9270-0.670Pei.20.50-6.90.6——-5.3270-0.670Pei1.22.40-6.92.5——-5.3270-0.670Pei.30.50-9.30.6——-7.7270-0.670Pei1.32.40-9.32.5——-7.7270-0.6703.回风口模拟表10回风口参数表NamexSySzSxEyEzETemperatureVelocityXYZHui0.32-2.10.5——-0.52700.670Hui12.52-2.12.7——-0.52700.670Hui.10.32-4.50.5——-2.92700.670Hui1.12.52-4.52.7——-2.92700.670Hui.20.32-6.90.5——-5.32700.670Hui1.22.52-6.92.7——-5.32700.670Hui.30.32-9.30.5——-7.72700.670Hui1.32.52-9.32.7——-7.72700.670图18车体整体结构车厢体的建立建立过程Model→walls→New→Edit，进入walls编辑命令，表11车体边界面参数NamePlanexSySzSxEyEzETempfloorX—Z0003——-13.2225DingX—Z02.503——-132225ZuoY—Z000——2.5-13.2225YouY—Z300——2.513.2225QianX—Y00032.5——25HouX—Y00-13.2232.5——25首先建立地板，点击plane一栏中的X—Z，然后输入位置参数，边界条件的输入，点击outsidetemp，在其后面的空格处输入25摄氏度即可。先建立三个不同平面上的面，然后利用复制命令复制出其它三个面，就完成了车箱体的建立，下表所示的是各个面的位置参数和边界条件：检查模型，检查命令model→Utilities→Checkmodel，执行完命令后，在信息窗口中显示0problemsarefoundfor252objects。说明模型是正确的。查看结构，Model→Summary会有模型的树状整体结构，也可用来检查和修改模型，完成模型的建立。二、网格的划分和计算设置（一）优先级的设定建立网格时，首先要标明网格建立时的优先权，在本设计中，主要计算的是车厢内空气流动的温度场和速度场，度车箱体本身没有太多的要求，故将车厢内的物体的网格划分的优先级设为最高，箱体设为最低。图19优先级的设定在Airpak中的操作如下，Model→Utilities→Editpriorities，将floor、floor1、zuo、zuo1、qian、qian1的优先级设为0，如图18。点击完成设置（二）划分网格划分网格时，先建立一个比较粗的网格，再在此基础上建立能够满足要求的细网格。1．建立粗网格Model→Mesh，打开网格控制窗口，关闭MaxXsize,MaxYsize,和MaxZsize选项，依次单击Coarse按钮和Generatemesh按钮完成粗网格建立。查看网格，在网格控制窗口中选择display选项，打开displaymesh，使用默认的Point/normal置（PXPYPZ）为（1.500），置（NXNYNZ）为（100）可观察通过点（1.500）在y—z面上的网各分部情况，也可使用++和——来查看其他面的网格分布。图20所示：图20网格控制窗口2．细网格的建立打开网格控制窗口中的MaxXsize,MaxYsize,和MaxZsize，均输入0.5，MaxO-gridheight的置值设为0.3，控制精度。然后依次单击和来建立网格。如图21、22所示：图21整个物体的网各分部图22Z-X面上的网格分布用前面说述的查看方法同样可以查看各个面和各物体上的网格分部。3.计算雷洛数普朗特数。Solution→Setup图23所示;图23计算控制窗口点击按钮，在信息栏中可以看到雷洛数和普朗特数分别为13691和10174，所以，车厢中的空气流动是紊流，符合设计思想，点击完成修改。4．计算设置执行Solution→Setup命令后，在计算设置窗口中将迭代次数设为1000次，技术参数使用计算机默认参数。点击完成设置。5．开始计算使用命令Solution→Solve，在计算窗口中直接单击开始计算。计算机会自动弹出计算过程控制窗口，可以在此窗口中来查看计算整个过程，和计算数据；另一个窗口是计算结果窗口，可以观察计算结果的大概走势，包括三维速度，车厢里面的温度，平均空气龄等，观察是否收敛，整个过程大概进行45分钟左右。若计算时间过长导致计算不出结果可以通过设置迭代次数和计算步长来改进计算方法。三、计算结果及分析图24是计算结果曲线图，Airpak根据所提供的边界条件运用迭代方法分别计算出三维速度和温度分布。图24是计算结果曲线图使用post→planecut命令查看计算结果，在窗口输入如图25所示的参数，图25平面参数再选中vectors命令，单击update，然后在软件主菜单中点击命令，在下拉菜单中选中positiveZ，则可得到Z=-0.979处XOY面上的速度分布图，如图20。在窗口中可以通过移动滚动条来观查不同平面上的速度分布，也可以观察速度的变化情况；选择contour命令进入下一级窗口将variable一栏选择为temputure，并将colorlimits的最小值改为20，最大值变为30，点击Done确定，则可以显示平面上温度的分布，如图22；若将variable一栏选择为PMV，则colorlimits的最小值改为3，最大值变为-3，可以做出PMV的分布图，如图23.同样的方法可以得到其他平面上的各个变量的分布。在此不再多做介绍。通过对典型截面的变量截图的整理，在XOZ面