基于粗网格CFD模拟方法的室内空气污染物实时寻源反计算研究

发布时间：2021-04-08 23:10

　　室内空气污染泄漏等事件中,及时定位污染源所在的位置,对于消除污染的影响将产生极大的帮助,联合概率法结合CFD模拟获得的气流组织数据在污染物寻源反计算中被广泛应用。对非稳态气流问题进行污染物寻源反计算时,为准确定位污染源的位置,通常采用CFD网格无关解获得流场数据,但计算周期长,无法实时寻源定位。本文以典型的办公室为例,利用不同网格数量获得的气流场进行寻源反计算,发现粗网格模型可以精确定位污染源位置,其速度场也与CFD网格无关解的十分相似,表明粗网格在非稳态气流场中可以准确定位污染源的位置,同时相较于网格无关解提升了70%以上的时间,提高了定位的速度,可以实时寻源定位,为后续救援赢得宝贵的时间。 

【文章来源】：流体机械. 2020,48(07)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

基于CFD污染源定位反计算流程

图3示出探头1多个污染物浓度数据联合探头2多个污染物浓度数据作为污染源定位的输入部分,通过定位模型的反计算得到污染源的位置。通过对比图3,发现两者的定位结果差异很小,都可以十分准确地定位到真实污染源的位置。即使是在30×30的网格下,其预测可能是真实污染源的位置也集中在很小的区域,较为集中,准确性较高。在30×30的网格中,通过污染源定位模型计算得到的有可能是真实污染源的位置的最高概率也高达90%,非常接近真实污染源所处的位置,所以通过30×30的网格模型可以进行准确的定位。因此,选取30×30的网格为粗网格。3 粗网格模型讨论

在办公室内安装2个污染物监测探头:探头1被安装在天花板中间位置,探头2被安装在办公室右上角。假设在窗户下方有一个瞬时释放的点污染源,源的大小为100单位。在t=0时刻开始释放,与此同时空调开启,送风口开始送风,在污染物的释放过程中,空调的气流组织还未达到稳定状态,时刻发生着变化,是一个典型的非稳态气流场。探测器从t=0时刻开始监测其周围环境污染物浓度的变化,直到整个过程结束。整个模拟过程持续240 s,分为8步,时间步长为30 s。采用Phoenics软件,湍流模型选择标准的k-ε模型。2.1 网格数量的选取

【参考文献】：
期刊论文
[1]网格对CFD模拟结果的影响分析[J]. 刘明亮,张思青,李胜男.  水电与抽水蓄能. 2016(04)
[2]改良T型槽干气密封多参数CFD数值分析[J]. 王衍,孙见君,马晨波,周敏,金帆.  中南大学学报(自然科学版). 2014(06)



本文编号：3126435