随着我国铁路的飞速发展,铁路已成为人们中长途出行的首选交通工具。我国人口众多,运力不足的问题在节假日期间尤为突出;我国幅员辽阔,列车穿越多个气候带地区,这对车内舒适性提出了更高的要求。双层客车在增加客车定员、增加旅客舒适度等方面优势明显。双层客车整体空间开阔,内部结构复杂,对其送风道送风性能及车内流场的研究相对困难。本文以双层客车为研究对象,采用CFD数值模拟和理论分析的研究方法,对双层客车送风道送风性能进行优化分析,对优化后的双层客车车内流场进行分析研究,为双层客车送风道送风结构的设计优化提供有利的参考。研究内容主要包括以下四个方面:(1)以两种典型双层客车送风道(I型为单向送风、II型为双向送风)为研究对象,对比其各层出风口的风量分布结果。结果表明,I型双层客车送风道出风口风量分布大致为线性(递增或递减)出流;II型双层客车送风道出风口风量分布大致为“n”型(中间大两边小)出流。(2)根据不可压缩流体连续性定理和流体流动能量守恒定理,先建立单层单侧送风道流速和静压模型,并对三种基本情况模型(均匀出流、线性出流和“n”型出流)进行具体分析,再建立静压腔流速和静压模型,最后通过耦合单层单侧送风道进风口和静压腔出风口,建立了双层客车送风道送风理论的整体模型。(3)对司机室送风道、电器柜送风道和客室各层送风道等结构的送风性能进行了分析优化。通过增加司机室送风道风阻,增加司机室前窗附近风量,有效地改善了顶部出风口附近风速较大和前窗附近温度不达标的问题。通过分析对比电器柜12种送风道送风结构,得到了电器柜送风道的最佳通风散热方案(进风管为中管、废排口位置在下部、冷却风扇方向向下),并总结了各种送风道送风结构对电器柜通风散热的规律性影响。提出在客室各层送风道前端增加流板、前中端增加整流板、中端增加导流板和中端增加挡板等措施,改善送风道内流场分布。(4)以优化后的双层客车头车为研究对象,计算得到夏冬两季极端环境工况下双层客车车内的风速和温度等相关流场分布结果。研究结果表明,各客室大部分区域的风速均不超过最大风速标准,且风速均匀性较好;各客室大部分区域的温度满足相应的温度设计标准,且温差变化范围均在最大要求变化范围内,温度均匀性较好。