送风方式对座舱环境的影响

发布时间：2017-09-10 16:45

  本文关键词：送风方式对座舱环境的影响

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【摘要】：飞机在飞行过程中,座舱时刻处于密闭状态,乘客的健康与舱内空气质量息息相关。增加座舱供气中的新风量可以对座舱内气态污染物浓度起到稀释的作用,合理的座舱供气方式也可以防止气态污染物的大面积扩散,有效的将污染源和周围的环境规避开。如果通过增加新风量的办法来提高座舱内空气品质,势必会使发动机引气量增加,导致发动机性能下降,增加飞行成本。相比较而言,改变座舱供气方式可以在不增加新风量的基础上防止污染物的大面积扩散,有效的将污染源与周围环境隔离开。本文将会针对送风方式对座舱环境的影响展开研究。在研究之前,还需要基于流场的控制方程和本文提出的气态污染物输运方程,对二维、三维空间模型进行理论分析和建模,并采用VC++语言对模型进行编程计算,并对所建立的模型和计算方法进行验证。本文采用有限差分的方法对控制方程和气态污染物输运方程进行离散,采用具有二阶精度的中心差分格式,为了使得计算能够稳定,在离散方程中还添加有粘性项。在控制方程的求解过程中,本文采用的是k-?湍流模型,网格采用均匀化网格。为了解决k-?模型在近壁区处的使用局限性,本文采用标准壁面函数来处理k-?模型在近壁区处的应用。针对二维矩形腔模型,本文将通过VC++语言编程计算得出的腔内气态污染物浓度值与实验值和Fluet软件计算出的浓度值分别进行了对比,发现平均污染物浓度相对误差在10%以内;针对三维座舱模型,本文同样将通过VC++语言编程计算得出的座舱内各点速度值与实验值和Fluent软件计算出的各点速度值分别进行了对比,发现平均速度值相对误差也在10%以内。由此验证了本文所建立数学模型和所采用计算方法的正确性。通过所建立的数学模型和所编写的程序,计算出座舱在两风口和五风口送风情况下的座舱速度场、温度场、污染物浓度场以及呼吸区吹风不满意率和人体头脚处垂直温差不满意率。通过对比两种送风方式下的速度场、温度场、污染物浓度场以及呼吸区吹风不满意率和人体头脚处垂直温差不满意率,发现在不改变新风量的基础上,五风口送风方式得到的速度场在座椅上方没有出现明显的涡,温度场分布均匀,能更好的防止气态污染物的扩散,有效的将污染源和周围环境隔开。
【关键词】：供气方式 座舱环境 气态污染物 计算机编程仿真 数值模拟
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V223;V219
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景和意义12-14
• 1.2 国内外座舱供气研究现状14-19
• 1.2.1 国内外座舱送风系统研究现状15-18
• 1.2.2 国内外座舱热舒适性研究现状18
• 1.2.3 国内外座舱空气品质研究现状18-19
• 1.3 本文研究内容19-21
• 第二章 二维空间模型理论推导及数值求解方法21-29
• 2.1 二维空间控制方程推导和方程的无量纲化21-24
• 2.2 二维空间湍流状态下的流场模型和气态污染物输运模型24-25
• 2.3 二维控制方程数值求解方法25-28
• 2.4 小结28-29
• 第三章 三维空间模型理论推导及数值求解方法29-43
• 3.1 三维空间控制方程推导29-35
• 3.2 三维空间湍流状态下的流场模型和气态污染物输运模型35-38
• 3.3 三维控制方程数值求解方法38-42
• 3.4 小结42-43
• 第四章 模型验证43-54
• 4.1 二维模型的验证43-48
• 4.2 三维模型的验证48-53
• 4.3 小结53-54
• 第五章 不同送风方式对座舱环境的影响54-62
• 5.1 两风口送风方式对座舱环境的影响54-57
• 5.1.1 两风口送风方式下的座舱流场54-55
• 5.1.2 两风口送风方式下的座舱温度场55-56
• 5.1.3 两风口送风方式下的座舱气态污染物浓度场56
• 5.1.4 两风口送风方式下垂直温差不满意率和吹风不满意率56-57
• 5.2 五风口送风方式对座舱环境的影响57-61
• 5.2.1 五风口送风方式下的座舱流场58-59
• 5.2.2 五风口送风方式下的座舱温度场59
• 5.2.3 五风口送风方式下的座舱气态污染物浓度场59-60
• 5.2.4 五风口送风方式下垂直温差不满意率和吹风不满意率60-61
• 5.3 小结61-62
• 第六章 研究总结和展望62-64
• 6.1 研究总结62
• 6.2 需要进一步研究的问题62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文68-69
• 附录1 二维计算程序69-72
• 附录2 三维计算程序72-88

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本文编号：825475