本文關(guān)鍵詞：送風方式對座艙環(huán)境的影響

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【摘要】：飛機在飛行過程中,座艙時刻處于密閉狀態(tài),乘客的健康與艙內(nèi)空氣質(zhì)量息息相關(guān)。增加座艙供氣中的新風量可以對座艙內(nèi)氣態(tài)污染物濃度起到稀釋的作用,合理的座艙供氣方式也可以防止氣態(tài)污染物的大面積擴散,有效的將污染源和周圍的環(huán)境規(guī)避開。如果通過增加新風量的辦法來提高座艙內(nèi)空氣品質(zhì),勢必會使發(fā)動機引氣量增加,導致發(fā)動機性能下降,增加飛行成本。相比較而言,改變座艙供氣方式可以在不增加新風量的基礎(chǔ)上防止污染物的大面積擴散,有效的將污染源與周圍環(huán)境隔離開。本文將會針對送風方式對座艙環(huán)境的影響展開研究。在研究之前,還需要基于流場的控制方程和本文提出的氣態(tài)污染物輸運方程,對二維、三維空間模型進行理論分析和建模,并采用VC++語言對模型進行編程計算,并對所建立的模型和計算方法進行驗證。本文采用有限差分的方法對控制方程和氣態(tài)污染物輸運方程進行離散,采用具有二階精度的中心差分格式,為了使得計算能夠穩(wěn)定,在離散方程中還添加有粘性項。在控制方程的求解過程中,本文采用的是k-?湍流模型,網(wǎng)格采用均勻化網(wǎng)格。為了解決k-?模型在近壁區(qū)處的使用局限性,本文采用標準壁面函數(shù)來處理k-?模型在近壁區(qū)處的應用。針對二維矩形腔模型,本文將通過VC++語言編程計算得出的腔內(nèi)氣態(tài)污染物濃度值與實驗值和Fluet軟件計算出的濃度值分別進行了對比,發(fā)現(xiàn)平均污染物濃度相對誤差在10%以內(nèi);針對三維座艙模型,本文同樣將通過VC++語言編程計算得出的座艙內(nèi)各點速度值與實驗值和Fluent軟件計算出的各點速度值分別進行了對比,發(fā)現(xiàn)平均速度值相對誤差也在10%以內(nèi)。由此驗證了本文所建立數(shù)學模型和所采用計算方法的正確性。通過所建立的數(shù)學模型和所編寫的程序,計算出座艙在兩風口和五風口送風情況下的座艙速度場、溫度場、污染物濃度場以及呼吸區(qū)吹風不滿意率和人體頭腳處垂直溫差不滿意率。通過對比兩種送風方式下的速度場、溫度場、污染物濃度場以及呼吸區(qū)吹風不滿意率和人體頭腳處垂直溫差不滿意率,發(fā)現(xiàn)在不改變新風量的基礎(chǔ)上,五風口送風方式得到的速度場在座椅上方?jīng)]有出現(xiàn)明顯的渦,溫度場分布均勻,能更好的防止氣態(tài)污染物的擴散,有效的將污染源和周圍環(huán)境隔開。
【關(guān)鍵詞】：供氣方式 座艙環(huán)境 氣態(tài)污染物 計算機編程仿真 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V223;V219
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景和意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外座艙供氣研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 國內(nèi)外座艙送風系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 國內(nèi)外座艙熱舒適性研究現(xiàn)狀18
• 1.2.3 國內(nèi)外座艙空氣品質(zhì)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 本文研究內(nèi)容19-21
• 第二章 二維空間模型理論推導及數(shù)值求解方法21-29
• 2.1 二維空間控制方程推導和方程的無量綱化21-24
• 2.2 二維空間湍流狀態(tài)下的流場模型和氣態(tài)污染物輸運模型24-25
• 2.3 二維控制方程數(shù)值求解方法25-28
• 2.4 小結(jié)28-29
• 第三章 三維空間模型理論推導及數(shù)值求解方法29-43
• 3.1 三維空間控制方程推導29-35
• 3.2 三維空間湍流狀態(tài)下的流場模型和氣態(tài)污染物輸運模型35-38
• 3.3 三維控制方程數(shù)值求解方法38-42
• 3.4 小結(jié)42-43
• 第四章 模型驗證43-54
• 4.1 二維模型的驗證43-48
• 4.2 三維模型的驗證48-53
• 4.3 小結(jié)53-54
• 第五章 不同送風方式對座艙環(huán)境的影響54-62
• 5.1 兩風口送風方式對座艙環(huán)境的影響54-57
• 5.1.1 兩風口送風方式下的座艙流場54-55
• 5.1.2 兩風口送風方式下的座艙溫度場55-56
• 5.1.3 兩風口送風方式下的座艙氣態(tài)污染物濃度場56
• 5.1.4 兩風口送風方式下垂直溫差不滿意率和吹風不滿意率56-57
• 5.2 五風口送風方式對座艙環(huán)境的影響57-61
• 5.2.1 五風口送風方式下的座艙流場58-59
• 5.2.2 五風口送風方式下的座艙溫度場59
• 5.2.3 五風口送風方式下的座艙氣態(tài)污染物濃度場59-60
• 5.2.4 五風口送風方式下垂直溫差不滿意率和吹風不滿意率60-61
• 5.3 小結(jié)61-62
• 第六章 研究總結(jié)和展望62-64
• 6.1 研究總結(jié)62
• 6.2 需要進一步研究的問題62-64
• 參考文獻64-67
• 致謝67-68
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文68-69
• 附錄1 二維計算程序69-72
• 附錄2 三維計算程序72-88

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本文編號：825475