飛機(jī)貨艙煙霧探測系統(tǒng)需進(jìn)行地面/飛行試驗(yàn),目前采用的是煙霧發(fā)生器煙霧代替真實(shí)的火災(zāi)煙霧,工程人員對于煙霧發(fā)生器的使用存在一定疑慮。如何保證煙霧發(fā)生器發(fā)出的煙霧最接近真實(shí)的煙霧,保證試驗(yàn)的結(jié)果能夠代表真實(shí)的火災(zāi)試驗(yàn)結(jié)果成為關(guān)鍵。本文利用計(jì)算流體力學(xué)軟件,建立了真實(shí)火災(zāi)煙霧擴(kuò)散模型和煙霧發(fā)生器煙霧擴(kuò)散模型,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了煙霧發(fā)生器發(fā)煙實(shí)驗(yàn)。通過仿真研究了真實(shí)煙霧與煙霧發(fā)生器煙霧的不同特性和煙霧擴(kuò)散規(guī)律,并且探究煙霧各因素對煙霧模擬的影響,找到一種煙霧模擬方法。建立了真實(shí)的B707貨艙幾何模型,通過ICEM劃分高質(zhì)量的六面體網(wǎng)格,利用Fluent軟件,根據(jù)研究選擇合理的計(jì)算模型,計(jì)算火災(zāi)煙霧在貨艙內(nèi)的擴(kuò)散情況。結(jié)果表明煙霧擴(kuò)散為一種天花板射流現(xiàn)象,并且仿真中監(jiān)測的溫度、CO/CO_2氣體濃度、煙霧濃度參數(shù)能預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了建立的真實(shí)火災(zāi)煙霧模型的準(zhǔn)確性。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了煙霧發(fā)生器發(fā)煙實(shí)驗(yàn)和仿真,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果進(jìn)行對比,并且研究煙霧發(fā)生器煙霧的擴(kuò)散規(guī)律,和真實(shí)火災(zāi)煙霧擴(kuò)散規(guī)律對比。結(jié)果表明煙霧發(fā)生器發(fā)煙模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測煙霧濃度,通過仿真表明煙霧發(fā)生器煙霧和真實(shí)煙霧擴(kuò)散原理一致。研究煙霧發(fā)生器發(fā)煙特性和火災(zāi)釋放煙霧的不同點(diǎn),以及研究煙霧發(fā)生器發(fā)煙濃度、煙霧顆粒粒徑、發(fā)煙溫度對煙霧擴(kuò)散的影響,結(jié)果表明150nm-400nm粒徑和330k-770k煙霧溫度對煙霧擴(kuò)散影響并無明顯的規(guī)律,因此,在進(jìn)行貨艙火災(zāi)煙霧模擬實(shí)驗(yàn)中,在330K-770K煙霧溫度范圍內(nèi)和150nm-400nm煙霧顆粒粒徑范圍內(nèi),無需重點(diǎn)關(guān)注煙霧溫度和煙霧顆粒粒徑對煙霧發(fā)生器模擬真實(shí)火災(zāi)煙霧的近似性的影響。此外,改變煙霧的釋放速率可以明顯改變煙霧發(fā)生器對真實(shí)火災(zāi)煙霧模擬的近似性。若發(fā)煙位置較近,則煙霧速率應(yīng)適當(dāng)減小,若發(fā)煙位置較遠(yuǎn),則煙霧速率應(yīng)適當(dāng)增大;若探測器位置離煙霧發(fā)生器位置較近,煙霧速率對報(bào)警時(shí)間影響較小,距離遠(yuǎn)則影響較大。對飛機(jī)貨艙煙霧適航審定能夠提供一定參考。
【學(xué)位單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V244.12;V328
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 小結(jié)
    1.3 研究方法與目標(biāo)
    1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
第二章 基于CFD的貨艙煙霧數(shù)值模擬方法研究
    2.1 貨艙煙霧擴(kuò)散數(shù)值模型
        2.1.1 貨艙流場數(shù)值模型
        2.1.2 貨艙煙霧顆粒動(dòng)力學(xué)模型
    2.2 真實(shí)火災(zāi)煙霧煙源條件的確定
        2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)火源物理特性
        2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)火源燃燒特性
        2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)火源及模擬煙霧顆粒消光系數(shù)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 真實(shí)火災(zāi)煙霧擴(kuò)散數(shù)值模型的建立與驗(yàn)證
    3.1 B707飛機(jī)貨艙火災(zāi)實(shí)驗(yàn)工況
    3.2 B707飛機(jī)貨艙模型建立及網(wǎng)格劃分
        3.2.1 貨艙模型建立
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 真實(shí)火災(zāi)煙霧數(shù)值模型驗(yàn)證
        3.3.1 真實(shí)火災(zāi)煙霧仿真方法
        3.3.2 溫度對比分析
        3.3.3 光透率對比分析
        3.3.4 氣體濃度對比分析
    3.4 貨艙內(nèi)真實(shí)煙霧擴(kuò)散規(guī)律分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 煙霧發(fā)生器煙霧擴(kuò)散數(shù)值模型的建立與驗(yàn)證
    4.1 煙霧發(fā)生器發(fā)煙實(shí)驗(yàn)
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        4.1.2 實(shí)驗(yàn)原理
        4.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        4.1.4 實(shí)驗(yàn)工況
        4.1.5 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.1.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.2 煙霧發(fā)生器數(shù)值模型建立
        4.2.1 建模
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
    4.3 煙霧發(fā)生器數(shù)值模型驗(yàn)證
        4.3.1 煙霧發(fā)生器仿真方法
        4.3.2 光透率對比分析
        4.3.3 溫度對比分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 各參數(shù)對煙霧發(fā)生器模擬真實(shí)火災(zāi)煙霧的近似性影響研究
    5.1 煙霧發(fā)生器與真實(shí)火災(zāi)煙霧擴(kuò)散差異性研究
        5.1.1 煙源條件差異分析
        5.1.2 擴(kuò)散規(guī)律差異分析
        5.1.3 差異性分析結(jié)果
    5.2 煙霧溫度對近似性影響研究
    5.3 煙霧粒徑對近似性影響研究
    5.4 煙霧濃度對近似性影響研究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2891885