高速電梯轎廂-對(duì)重交錯(cuò)過程氣動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬.pdf

1、高速以及超高速電梯的出現(xiàn)帶來了一系列的氣動(dòng)力學(xué)問題，轎廂和對(duì)重交錯(cuò)過程中的氣動(dòng)力學(xué)問題便是其中之一。對(duì)重在穿越轎廂附近通道的過程中，會(huì)顯著改變轎廂所受到的氣動(dòng)力和壁面噪聲源強(qiáng)度。本文主要就這一問題建立了兩維轎廂-對(duì)重模型，采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，對(duì)這一過程中的非穩(wěn)態(tài)湍流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并基于流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果對(duì)壁面噪聲源輻射強(qiáng)度的分布及其變化進(jìn)行了分析。在本文的數(shù)值模擬研究中，我們通過改變電梯運(yùn)行的速度、轎廂與對(duì)重間的橫向

2、距離、轎廂的寬度以及轎廂兩端擋風(fēng)板的布置情況，著重研究了這些重要參數(shù)對(duì)于交錯(cuò)過程中轎廂所受氣動(dòng)力和壁面噪聲源輻射強(qiáng)度的影響。此外，本文還建立了全三維的電梯轎廂-對(duì)重模型，定量分析了氣動(dòng)力的大小。 在轎廂和對(duì)重遠(yuǎn)離時(shí)，對(duì)重對(duì)轎廂所受的氣動(dòng)力的影響很??；在相向穿越過程中，轎廂所受的氣動(dòng)阻力和橫向升力會(huì)因?yàn)檗I廂和對(duì)重相對(duì)位置的改變和發(fā)生劇烈的變化，呈現(xiàn)出一個(gè)波動(dòng)的過程。以轎廂向上運(yùn)動(dòng)、對(duì)重相向向下運(yùn)動(dòng)為例，這兩個(gè)力的最大值都出現(xiàn)在轎廂

3、上壁面與對(duì)重下壁面處于同一水平面的時(shí)刻，即無量綱時(shí)間（）的時(shí)刻0，氣動(dòng)阻力的最小值出現(xiàn)在0時(shí)刻的1個(gè)時(shí)間單位以后，而側(cè)向升力的反向最大值出現(xiàn)在0時(shí)刻的0.15個(gè)時(shí)間單位以后。電梯的運(yùn)行速度對(duì)氣動(dòng)阻力和橫向升力在交錯(cuò)過程中波動(dòng)幅度的影響非常明顯。在電梯轎廂頭端和尾端合理安裝擋風(fēng)板，不僅能夠減小轎廂所受氣動(dòng)阻力和側(cè)向升力的大小，而且能夠降低交錯(cuò)過程這兩個(gè)力的波動(dòng)幅度。模擬結(jié)果表明，D形擋風(fēng)板布置與其他布置情況相比具有最好的氣動(dòng)特性，能極大地

4、降低氣動(dòng)阻力以及氣動(dòng)阻力和側(cè)向升力的波動(dòng)幅度。轎廂與對(duì)重間的橫向距離和轎廂的寬度相對(duì)于電梯運(yùn)行速度和擋風(fēng)板布置對(duì)氣動(dòng)力的影響較小，氣動(dòng)阻力和橫向升力在交錯(cuò)過程中的波動(dòng)幅度會(huì)隨著轎廂寬度的增加或者橫向距離的減小而增大。對(duì)于全三維轎廂－對(duì)重模型而言，由于對(duì)重的作用，轎廂所受氣動(dòng)阻力的最大值為最小值的124％，但轎廂局部位置處的氣動(dòng)力增加了150％。噪聲源強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)重在與轎廂在井道縱向相遇的時(shí)刻前后，近對(duì)重的轎廂附近壁面的噪聲輻射強(qiáng)