一、选题背景与意义

（一）选题背景

随着城市轨道交通的快速发展，地铁车辆段作为地铁车辆停放、检修和维护的重要场所，其规模和数量不断增加。地铁车辆段检修库内的工作环境直接影响着工作人员的身体健康和工作效率，同时也关系到车辆检修质量。通风空调系统是保障检修库内空气质量和热环境的关键设施，其气流组织的合理性直接决定了室内环境的舒适度和能源利用效率。然而，目前对于地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的研究相对较少，缺乏系统的理论和实践指导，导致部分检修库存在通风不畅、温度分布不均等问题，影响了工作人员的舒适度和工作效率。

（二）选题意义

本课题旨在研究地铁车辆段检修库通风空调系统的气流组织与舒适度，通过理论分析、数值模拟和实验研究等方法，优化通风空调系统的设计和运行参数，提高检修库内的气流组织均匀性和舒适度，降低能源消耗。本研究成果不仅可以为地铁车辆段检修库通风空调系统的设计和改造提供科学依据，还可以为改善室内工作环境、提高工作人员的生活质量做出贡献，具有重要的理论和实际应用价值。

二、研究目标与内容

（一）研究目标

1. 建立地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的数学模型，通过数值模拟方法研究不同通风方式、风口布置和运行参数下的气流分布规律。

2. 分析气流组织对检修库内舒适度的影响因素，建立舒适度评价指标体系。

3. 提出优化通风空调系统气流组织的方案和措施，提高检修库内的舒适度和能源利用效率。

（二）研究内容

1. 地铁车辆段检修库通风空调系统现状调研 对国内外地铁车辆段检修库通风空调系统的设计、运行和管理情况进行调研，分析存在的问题和不足。

2. 气流组织数学模型的建立与验证 基于流体力学和传热学原理，建立地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的数学模型。通过实验测量和现场测试，验证数学模型的准确性和可靠性。

3. 不同通风方式下的气流分布规律研究 采用数值模拟方法，研究自然通风、机械通风和混合通风等不同通风方式下检修库内的气流分布规律，分析通风方式对气流组织和舒适度的影响。

4. 风口布置和运行参数对气流组织的影响研究 研究不同风口布置形式（如侧送、顶送、下送等）和运行参数（如风速、风量、温度等）对检修库内气流组织的影响，优化风口布置和运行参数。

5. 舒适度评价指标体系的建立 分析气流组织对检修库内舒适度的影响因素，如温度、湿度、风速、空气质量等，建立舒适度评价指标体系。

6. 通风空调系统气流组织优化方案研究 根据数值模拟和实验研究结果，提出优化通风空调系统气流组织的方案和措施，如改变通风方式、调整风口布置、优化运行参数等，提高检修库内的舒适度和能源利用效率。

三、研究方法与技术路线

（一）研究方法

1. 文献研究法：查阅国内外相关文献资料，了解地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织与舒适度的研究现状和发展趋势，为课题研究提供理论支持。

2. 数值模拟法：利用计算流体力学（CFD）软件，建立地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的数学模型，模拟不同通风方式、风口布置和运行参数下的气流分布规律。

3. 实验研究法：搭建实验平台，对数值模拟结果进行实验验证，测量检修库内的温度、湿度、风速、空气质量等参数，分析气流组织对舒适度的影响。

4. 现场测试法：选择典型的地铁车辆段检修库进行现场测试，获取实际运行数据，验证数值模拟和实验研究结果的可靠性，为优化通风空调系统气流组织提供依据。

（二）技术路线

1. 资料收集与整理：收集国内外相关文献资料、地铁车辆段检修库通风空调系统的设计图纸和运行数据等，进行整理和分析。

2. 数学模型建立：基于流体力学和传热学原理，建立地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的数学模型。

3. 数值模拟计算：利用CFD软件对数学模型进行数值模拟计算，分析不同通风方式、风口布置和运行参数下的气流分布规律。

4. 实验研究与验证：搭建实验平台，对数值模拟结果进行实验验证，测量检修库内的温度、湿度、风速、空气质量等参数。

5. 现场测试与分析：选择典型的地铁车辆段检修库进行现场测试，获取实际运行数据，验证数值模拟和实验研究结果的可靠性。

6. 舒适度评价指标体系建立：分析气流组织对检修库内舒适度的影响因素，建立舒适度评价指标体系。

7. 优化方案提出：根据数值模拟、实验研究和现场测试结果，提出优化通风空调系统气流组织的方案和措施。

8. 研究成果总结：对课题研究成果进行总结和归纳，撰写研究报告和学术论文。

四、研究计划与进度安排

（一）第一阶段

1. 查阅国内外相关文献资料，了解地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织与舒适度的研究现状和发展趋势。

2. 确定课题研究的目标、内容和方法，制定研究计划和进度安排。

3. 完成课题开题报告的撰写和答辩。

（二）第二阶段

1. 对国内外地铁车辆段检修库通风空调系统的设计、运行和管理情况进行调研，分析存在的问题和不足。

2. 建立地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的数学模型，利用CFD软件进行数值模拟计算，分析不同通风方式、风口布置和运行参数下的气流分布规律。

（三）第三阶段

1. 搭建实验平台，对数值模拟结果进行实验验证，测量检修库内的温度、湿度、风速、空气质量等参数。

2. 选择典型的地铁车辆段检修库进行现场测试，获取实际运行数据，验证数值模拟和实验研究结果的可靠性。

（四）第四阶段

1. 分析气流组织对检修库内舒适度的影响因素，建立舒适度评价指标体系。

2. 根据数值模拟、实验研究和现场测试结果，提出优化通风空调系统气流组织的方案和措施。

（五）第五阶段

1. 对课题研究成果进行总结和归纳，撰写研究报告和学术论文。

2. 整理课题研究资料，进行课题验收和鉴定。

五、预期成果与创新点

（一）预期成果

1. 完成《地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织与舒适度研究》研究报告。

2. 在国内外学术期刊上发表相关学术论文2 - 3篇。

3. 提出一套优化地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的方案和措施，为实际工程应用提供参考。

（二）创新点

1. 建立了适用于地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的数学模型，通过数值模拟和实验研究相结合的方法，深入研究了不同通风方式、风口布置和运行参数下的气流分布规律。

2. 综合考虑温度、湿度、风速、空气质量等因素，建立了地铁车辆段检修库舒适度评价指标体系，为评价检修库内的舒适度提供了科学依据。

3. 提出了一套优化地铁车辆段检修库通风空调系统气流组织的方案和措施，提高了检修库内的舒适度和能源利用效率，具有重要的实际应用价值。

六、研究的可行性分析

（一）理论基础可行

本课题基于流体力学、传热学、空气动力学等相关理论，这些理论已经发展成熟，为课题研究提供了坚实的理论基础。

（二）技术方法可行

本课题采用的数值模拟方法、实验研究方法和现场测试方法等都是目前在通风空调领域广泛应用的研究方法，技术成熟，具有较强的可行性。

（三）研究条件可行

本课题组拥有先进的实验设备和计算软件，具备开展数值模拟和实验研究的条件。同时，与多家地铁运营单位建立了合作关系，可以获取地铁车辆段检修库的实际运行数据和现场测试条件。

七、结语

本课题立足于城市轨道交通高质量发展的战略需求，聚焦地铁车辆段检修库这一特殊工业建筑的环境控制难题，具有重要的理论价值和工程意义。研究将构建"多物理场耦合"的分析模型，通过数值模拟与现场测试相结合的方法，系统研究不同工况下气流组织特性与热舒适度的关联机制。课题创新性地提出"分区调控、动态匹配"的通风策略，开发基于数字孪生的智能调控系统，预期实现能耗降低25%、作业区温度均匀度提升40%、污染物浓度控制在国家标准限值70%以下的目标。研究成果将形成《地铁检修库通风空调系统设计导则》，为行业标准修订提供技术支撑，对保障检修人员职业健康、提高设备维护质量具有重要应用价值。课题组将严格遵循科研规范，确保研究质量，为提升轨道交通基础设施运维水平做出贡献。