高鐵舒適性的案例
AcuSolve在日本高速列車安全性和舒適性仿真方面的應用
AcuSolve在日本高速列車安全性和舒適性仿真方面的應用
客戶簡介
日本車輛制造株式會社（Nippon Sharyo），位于日本名古屋，從19世紀末開始制造列車。現今它仍是日本產量最高的鐵路列車制造商之一，擁有1100名員工，制造各種類型的列車，如特快列車、通勤列車，地鐵及輕軌等。自從1964年第一輛時速200km/h高速列車起，日本車輛制造株式會社制造了超過3200個車廂。最新的子彈頭列車時速可達300km/h。
挑戰
通常如果一輛列車通過空曠無障礙區域，列車的空氣動力載荷相對不是很復雜。然而列車在行駛過程中通常需要穿過隧道，同時也會在空曠地域或隧道內與其它列車交匯，這些情況下空氣動力載荷就比較復雜。當列車穿過隧道，列車頭部的壓力波會引起很大的噪聲和振動，因此設計者需要設計良好的列車頭部外形，盡可能減小進出隧道壓力波動的大小。
當兩輛列車在隧道內會車時，問題更為復雜。每列車都將形成強烈的沖擊波，這些波的碰撞和相互作用可對列車產生巨大的作用力。例如，列車對另外一輛列車產生巨大的推力，當壓力平衡后，列車又被拉回，如果在設計過程中這樣的作用力考慮得不是很周全，則列車實際中可能會有傾覆出軌的危險。即使較理想的情況下，該效應也會對乘客的舒適性有巨大影響。
另外當盡可能最大化乘客的舒適性和安全性后，以及其它一些方面也需要考慮。如列車明線運行時的動態載荷、高速行駛的側風作用、列車門的噪聲影響以及客艙內的通風換熱等。
解決方案
制造樣機是十分昂貴的，因此Nippon Sharyo采用Altair CFD軟件AcuSolve進行復雜的空氣動力學仿真：
- 安全性：預測側風運行載荷，無風運行載荷以及會車載荷。
- 舒適性：除了進隧道噪聲，還進了HVAC（暖通空調）仿真，考察乘客熱舒適性。
展開 AcuSolve 在日本高速列車 安全性和舒適性仿真方面的應用
行業：
挑戰：通過分析列車空氣動力載荷 及客艙內熱流分析增加列車 舒適性和安全性
Altair 解決方案：AcuSolve CFD 仿真
優點：單一 AcuSolve 軟件包 便可完成列車的綜合仿 真，滿足多方面模擬的 需要； 改善了列車的設計
背景介紹
日本車輛制造株式會社（Nippon Sharyo），位于日本名古屋，從 19 世紀末開 始制造列車。現今它仍是日本產量最高的鐵路列車制造商之一，擁有 1100 名員工， 制造各種類型的列車，如特快列車、通勤列車，地鐵及輕軌等。自從 1964 年第一 輛時速 200km/h 高速列車起，日本車輛制造株式會社制造了超過 3200 個車廂。最 新的子彈頭列車時速可達 300km/h。
挑戰
通常如果一輛列車通過空曠無障礙區域，列車的空氣動力載荷相對不是很復雜。 然而列車在行駛過程中通常需要穿過隧道，同時也會在空曠地域或隧道內與其它列 車交匯，這些情況下空氣動力載荷就比較復雜。當列車穿過隧道，列車頭部的壓力 波會引起很大的噪聲和振動，因此設計者需要設計良好的列車頭部外形，盡可能減 小進出隧道壓力波動的大小。
當兩輛列車在隧道內會車時，問題更為復雜。每列車都將形成強烈的沖擊波， 這些波的碰撞和相互作用可對列車產生巨大的作用力。例如，列車對另外一輛列車 產生巨大的推力，當壓力平衡后，列車又被拉回，如果在設計過程中這樣的作用力 考慮得不是很周全，則列車實際中可能會有傾覆出軌的危險。即使較理想的情況下， 該效應也會對乘客的舒適性有巨大影響。
另外當盡可能最大化乘客的舒適性和安全性后，以及其它一些方面也需要考慮。
展開 CFD 仿真：利用仿真對HVAC系統進行仿真，可以讓客戶在高鐵上感受更舒適的旅行
CFD 仿真：利用仿真對HVAC系統進行仿真，可以讓客戶在高鐵上感受更舒適的旅行
http://www.ansys-blog.com/cfd-simulation-trains-hvac-systems/
ANSYS建筑專欄：HVAC及舒適性
同時暖通空調設備的安放位置也對使用者的舒適性產生很大的影響，此外，成本控制和環保性也是重要的考量因素。
虛擬模型給了工程師更多機會在短時間內測試大量的參數。因此，設計者能夠盡可能地達到最經濟、最節能、最舒服、最適合的系統設計。
ANSYS多物理場解決方案根據房間標準、使用者活動等輸入參數，幫助設計者設計出最優秀的暖通空調系統。最終結果是可以更快速地獲得設計批準，減少費用超支的風險，達到建筑目標。
空調系統及乘員艙熱舒適性
③、通過對乘員艙內的CFD分析，可以得到艙內的流動、溫度分布情況，再進一步進行乘員的舒適性分析。ANSYS CFD 系列產品在空調系統方面有豐富的解決方案 。
除霜分析：不同時刻的霜層厚度分布云圖
左：除霧分析：某時刻的霧層厚度分布云圖；右：乘員艙舒適性分析：艙內的流線圖
汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
噪聲、振動與舒適性，是衡量汽車制造質量的一個綜合性問題，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。業界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH（Noise、Vibration、Harshness），統稱為車輛的NVH問題，它是國際汽車業各大整車制造企業和零部件企業關注的問題之一。有統計資料顯示，整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關系，而各大公司有近20%的研發費用消耗在解決車輛的NVH問題上。
對于汽車而言，NVH問題是處處存在的，根據問題產生的來源又可分為發動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大部分，進一步還可細分為空氣動力NVH、空調系統NVH、道路行駛NVH、制動系統NVH等等。
NVH問題是系統性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發動機，那么這一個噪聲問題可能就涉及到三個部分，一個是發動本身的噪聲大，一個是發動機懸置部件減振效果差，一個是車廂前圍和地板隔音技術不好，是一個互相關連的系統問題。
當遇到車廂噪聲大時，人們一般考慮加強車廂隔音技術和材料，而對真正的噪聲發生源-發動機則是無能為力，這只能是“亡羊補牢”，無法從根本上解決問題。但如果運用NVH解決方案，就會涉及發動機、懸置及車架等，從根本上減少噪聲產生的來源。因此，NVH問題實質是汽車設計中要解決的問題，而不是汽車進入市場后要解決的問題。
汽車的發動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上，構成一個彈性振動系統，整個系統按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統”。當汽車因路面凸凹不平、發動機及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時，各“彈性振動子系統”發生振動且互相關聯。
振動是噪聲產生的根源之一，行駛時振動大的車輛往往噪聲也大。因此，從汽車NVH問題的角度看，解決噪聲不能頭痛治頭，腳痛治腳，而應該考慮到整車其他方面的問題，例如要考慮到車身、發動機、輪胎、彈性支承等諸方面。
展開 車輛行駛舒適性優化
車輛的懸掛系統對車輛的乘坐舒適度和駕駛性能有著重要影響，而舒適度和駕駛性能往往又是兩個相互沖突的要求，所有必須通過優化車輛的懸掛系統，使得車輛同時滿足車輛舒適度和良好駕駛性能要求，modeFRONTIER時多目標優化軟件，能夠方便準確的解決多個目標相互矛盾的優化問題，提高數據支持工程師的設計工作效率。
為你所想 | 如何實現座艙的理想舒適性
飛機、高鐵、汽車內，為了提高乘客的舒適度，都需要進行哪些測試？
為了保證乘客舒適性，需要測量座艙的溫度、氣流和噪音，對其進行調節，同時不能干擾到正常運行。舒適度受外部環境條件和HVAC（熱通風空調）系統性能的影響，因此需要實現并保持適當的平衡。
那么，這是如何實現的？
—
—溫度平衡
通常是通過
冷卻或加熱座艙來實現的。
這里的挑戰是防止外部溫度通過車輛結構在內部進行傳播。
車輛飾件和隔熱層在其中可起到屏蔽作用，根據通風系統的位置，車輛座艙的氣流冷卻或加熱速度不一。
但是一旦達到合適的溫度，就需要在整個座艙內保持均勻、舒適的溫度和氣流。
——乘客舒適性還取決于可接受的噪聲水平，噪聲和振動測量在座艙舒適性驗證中也起著非常重要的作用。
如何實現座艙理想的舒適性
模擬和物理測試
乘客需要均衡的整體座艙氣候和可接受的噪音水平。暖通空調系統管理氣流，控制加熱、冷卻過程和濕度，最好是沒有噪音產生。
展開 汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
噪聲、振動與舒適性，是衡量汽車制造質量的一個綜合性問題，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。業界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH（Noise、Vibration、Harshness），統稱為車輛的NVH問題，它是國際汽車業各大整車制造企業和零部件企業關注的問題之一。有統計資料顯示，整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關系，而各大公司有近20%的研發費用消耗在解決車輛的NVH問題上。
對于汽車而言，NVH問題是處處存在的，根據問題產生的來源又可分為發動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大部分，進一步還可細分為空氣動力NVH、空調系統NVH、道路行駛NVH、制動系統NVH等等。
NVH問題是系統性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發動機，那么這一個噪聲問題可能就涉及到三個部分，一個是發動本身的噪聲大，一個是發動機懸置部件減振效果差，一個是車廂前圍和地板隔音技術不好，是一個互相關連的系統問題。
當遇到車廂噪聲大時，人們一般考慮加強車廂隔音技術和材料，而對真正的噪聲發生源-發動機則是無能為力，這只能是“亡羊補牢”，無法從根本上解決問題。但如果運用NVH解決方案，就會涉及發動機、懸置及車架等，從根本上減少噪聲產生的來源。因此，NVH問題實質是汽車設計中要解決的問題，而不是汽車進入市場后要解決的問題。
汽車的發動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上，構成一個彈性振動系統，整個系統按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統”。當汽車因路面凸凹不平、發動機及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時，各“彈性振動子系統”發生振動且互相關聯。
振動是噪聲產生的根源之一，行駛時振動大的車輛往往噪聲也大。
展開 汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
汽車噪聲、振動與舒適性原因淺析
作者：CAR 轉貼自：振動噪聲控制網！ 點擊數：50 文章錄入：admin
噪聲、振動與舒適性，是衡量汽車制造質量的一個綜合性問題，它給汽車用戶的感受是最直接和最表面的。業界將噪聲、振動與舒適性的英文縮寫為NVH（Noise、Vibration、Harshness），統稱為車輛的NVH問題，它是國際汽車業各大整車制造企業和零部件企業關注的問題之一。有統計資料顯示，整車約有1/3的故障問題是和車輛的NVH問題有關系，而各大公司有近20%的研發費用消耗在解決車輛的NVH問題上。
對于汽車而言，NVH問題是處處存在的，根據問題產生的來源又可分為發動機NVH、車身NVH和底盤NVH三大部分，進一步還可細分為空氣動力NVH、空調系統NVH、道路行駛NVH、制動系統NVH等等。
NVH問題是系統性的。例如有些轎車行駛時車廂噪聲大，查源頭在發動機，那么這一個噪聲問題可能就涉及到三個部分，一個是發動本身的噪聲大，一個是發動機懸置部件減振效果差，一個是車廂前圍和地板隔音技術不好，是一個互相關連的系統問題。
當遇到車廂噪聲大時，人們一般考慮加強車廂隔音技術和材料，而對真正的噪聲發生源-發動機則是無能為力，這只能是“亡羊補牢”，無法從根本上解決問題。但如果運用NVH解決方案，就會涉及發動機、懸置及車架等，從根本上減少噪聲產生的來源。因此，NVH問題實質是汽車設計中要解決的問題，而不是汽車進入市場后要解決的問題。
汽車的發動機和車身都通過彈性元件支承在車橋和輪胎上，構成一個彈性振動系統，整個系統按照各總成部件又分成多個“彈性振動子系統”。當汽車因路面凸凹不平、發動機及傳動系抖動或車輪不平衡而受激振動時，各“彈性振動子系統”發生振動且互相關聯。
展開 白皮書：重型裝備座艙舒適度和安全性
借助工程方法可提升重型裝備座艙舒適度和安全性
重型裝備制造商們無不希望自己的產品在市場贏得好的口碑。為此，整個行業在設計產品時都會考慮噪聲、振動與聲振粗糙度 (NVH)、動態人體工學和熱管理等問題，以提升座艙舒適度和安全性。但要確保座艙舒適度和安全性令人滿意并非易事，而是一項重大的工程挑戰。
本白皮書旨在探討如何利用高級仿真和測試解決方案來應對此挑戰，并減少工程和開發時間及成本。
NVH 軟件與源-傳遞路徑-接收體 (STR) 方法相結合
保證 3D 建模效率固然重要，但獲得正確結果亦不容忽視。在物理測試或 3D 仿真階段，可結合使用 NVH 軟件和 STR 方法將問題分成幾部分。
作為一種結構化的高級工程方法，STR 可對所有潛在問題進行系統性檢查，從而最大限度提高座艙舒適度，并使整個工程過程告別耗時昂貴的試錯方法。
車輛 NVH 預測
傳遞路徑分析 (TPA) 可同時用于物理測試和仿真。與模態分析中的協同一樣，經測試驗證的仿真模型可用于對設計更改引起的變化進行車輛 NVH 預測。在機器開發過程中，應將測試與仿真結合使用，以減少不確定性，獲得最佳結果。將測試數據用于仿真模型能可靠預測現實世界中無法測量之處的測量結果。
車輛座艙熱管理
隨著非公路車輛日益先進，車輛座艙熱管理也變得愈發困難。由于重型裝備具有獨特的熱動力學，并常用于某些非常惡劣的環境下，工程師在相關熱管理設計中需要考慮眾多變量。而在熱管理設計方面，系統仿真和 3D 仿真軟件包可謂是優勢顯著，讓工程師能夠在虛擬世界中經濟高效地測試大量變量。
動態人體工學設計
由于在非公路場景下駕駛重型裝備時振動水平較高，動態人體工學設計是實現座艙舒適度和安全性的一大關鍵因素。
展開 
汽車座椅舒適性設計及材料選擇
汽車座椅設計不僅需要美觀，還要舒適環保。隨著節能減排及環保壓力的加大，主機廠對于材料提出了更多的需求，而材料供應企業本身亦加大了創新升級步伐，而這些創新材料所帶來的市場價值有哪些?其技術優勢和技術瓶頸表現在哪些地方?目前國內外應用現狀如何?前景如何?
汽車座椅泡沫的功能和舒適性的影響因素
汽車座椅泡沫舒適性的評估
常見問題匯總
座椅是不是可以TPU發泡工藝代替PU發泡?
目前的條件下不行，主要難題在于TPU發泡產品是比較硬，這樣不能夠給一個舒適感，而且密度是相對來說是比較高的，一般情況下應該是大約在100左右。
座椅可以應用水型脫膜劑嗎?
水型脫膜劑已經在江森的北美的工廠已經在應用了，也是我們目前的一個努力方向，就是說座椅可以用水型脫膜劑。
制造工藝中熱發泡與冷發泡的區別?
熱發泡就是泡沫的模具在澆注完成之后會進入烘箱，烘箱的溫度會有200-250度左右，而冷發泡是我們目前常見的是通過模溫機來加熱模具，使得模具溫度在50-75度范圍內。熱發泡的好處是不需要開孔機開孔，而且泡沫的耐熱老化的能力比較好。
泡沫密度與舒適性的關系?
現在會通過降低密度開Vave，請問如何降密又能兼顧舒適性?通常來說，密度越高，舒適性越好，但這不是絕對的。第一是通過原材料的開發，比如預聚異氰酸酯的引入，第二是通過配方的調整，影響泡沫的開孔率和開孔時間，從而進一步影響泡沫泡孔壁的厚薄來影響泡沫的舒適性。
雙密度發泡因為既可滿足舒適性又可保持支撐，那它的成型工藝和應用如何?
展開 行駛安全性 | 如何知道你的座椅是舒適且安全的？
高質量，極高的舒適性并具有極高的安全性，這就是CRH 對未來汽車座椅的所追求的目標。
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福利手冊 | HBM時下最全產品資料大賞——官方渠道導航
“霍家”秘籍 | 讓你的傳感器具備更高性能與成本優勢
案例分享 | 讓屹立90年的海上大橋煥發青春
案例分享 | 采用HBM設備進行復雜的直升機測試
您還可以通過如下方式聯系我們，了解更多產品與應用詳情：
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視頻 I 如何優化熱管理策略，提高電動汽車座艙舒適性
為乘員提供更好的電動汽車座艙舒適性體驗
電動汽車 (EV) 能量管理優化是減少里程焦慮的關鍵。在極端溫度條件下，座艙熱舒適性管理是最大的能耗因素之一。這是否意味著必須為了自動駕駛而犧牲乘員舒適性？工程師要想平衡這一重大挑戰，有哪些選項可供選擇？從早期階段到校準階段，如何預測乘員熱舒適性并盡可能降低其對整體能量流的影響？
電動汽車座艙熱管理策略中缺失的一環
可采用兩種建模策略預測熱系統性能。系統仿真可確定系統架構規模并在集成階段評估設計。相較之下，計算流體力學 (CFD) 仿真可提供十分詳細的組件級別的分析。在孤立的方法中，以上任一種仿真都可用于評估系統不同水平的保真度。但是，同時采用這兩種仿真可幫助加速和進一步保護設計流程。
要想填補可將這兩者完美結合的缺失環節，敬請觀看這場由弗雷德·羅斯 (Fred Ross) 和托馬斯·德斯巴拉茨 (Thomas Desbarat) 主講的網絡研討會。您將了解如何通過在結構化和直觀的工作流程中采用連續 1D – CFD 方法進行仿真來優化電動汽車座艙熱管理策略。
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點擊鏈接登記領取資料
http://t8iw4ulf0hpixn8k.mikecrm.com/qP7OQQx
部分內容截圖
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講師介紹
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Frederick Ross
Simcenter 流體和熱領域汽車業務開發經理, Siemens Digital Industries Software
弗雷德里克 (Frederick) 于 1989 年加入 CD-Adapco，該公司隨后于 2016 年被西門子收購，他擁有豐富的經驗，主要致力于與客戶合作開發各種應用，例如車輛熱保護、空氣動力學以及乘員熱舒適性。
展開 THESEUS-FE飛機成員艙熱舒適性分析
對于座艙內熱環境，THESEUS-FE可以采用假人模型進行座艙熱舒適性分析。同時，THESEUS-FE Coupler模塊可實現傳熱—CFD協同仿真。不依賴于第三方軟件，Coupler可實現THESEUS-FE和CFD求解器Star-CCM+或OpenFOAM之間的雙向耦合仿真，最為精確地仿真流體對結構的對流效應和結構溫度對流動的影響。使用該技術可得到極高精度的發動機艙熱管理分析和座艙熱舒適性分析結果，與實測結果吻合程度非常高。
本案例是采用Star-CCM+與THESEUS-FE雙向耦合，分析飛機乘員艙內的熱舒適性。
算例使用THESEUS-FEtigong的假人模型—FIALA-FE。假人模型融合了最先進的熱生理學研究成果，可以非常準確的預測人體對熱環境的反應進而對熱舒適性進行評估。FIALA-FE可模擬真人的復雜生理反應，包括血液流動、呼吸等代謝反應，以及出汗、寒噤等生理現象。FIALA-FE假人模型完全集成在THESEUS-FE求解器中，可以輸出局部或者整體的熱舒適性指標。
算例使用Star-CCM+的流體分析結果與Theseus-FE傳熱分析軟件相結合，提高計算精度。
具體計算方法如下：
l使用StarCD的流體分析結果與Theseus-FE傳熱分析軟件相結合，提高計算精度。
lTHESEUS-FE計算結構壁面溫度；包含輻射模型、熱傳導和蒸發換熱。
lStarCD計算室內氣體的濕度、速度和溫度。
最終艙壁溫度計算結果：
根據熱舒適性指標評價人體舒適性：
THESEUS-FE飛機成員艙熱舒適性分析.pdf
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