本文關(guān)鍵詞：大型客機艙內(nèi)流場對污染物傳播影響的研究

  更多相關(guān)文章： 機艙實驗 湍流 污染物 置信度 CFD 簡化模型

【摘要】：隨著全球一體化的加強,不同地域的人們越來越多的通過航空旅行聯(lián)系在一起。航空旅行縮短了人們在地域上的距離,同時也縮短了一些細菌、病毒傳播的距離。它不僅可以將攜帶病菌的旅客從一個地點快速地帶到另一個地點,更重要的是在飛行過程中,狹小機艙空間內(nèi)通風(fēng)氣流設(shè)計的不合理會導(dǎo)致傳染病在機艙內(nèi)的傳播。因此,研究大型客機艙內(nèi)污染物傳播規(guī)律,有效地控制機艙內(nèi)致病污染物的傳播是十分重要的。本文首先通過在7排座環(huán)境艙內(nèi)多場同時測量,探索了機艙環(huán)境流場結(jié)構(gòu)特點,以及氣態(tài)和顆粒態(tài)污染物的實驗方法。分析了雙污染源的耦合作用,從跟隨性的角度比較了氣態(tài)和顆粒態(tài)污染物的分布,同時,對比了機艙內(nèi)流場和建筑內(nèi)流場結(jié)構(gòu)差異,發(fā)現(xiàn)了機艙內(nèi)流場結(jié)構(gòu)多樣性和間歇性的特點。然后基于實驗數(shù)據(jù),對CFD數(shù)值模型中的湍流擴散項進行了修正,基于邊界層理論,歸納出比較完善的沉降模型,并采用壁面網(wǎng)格剝離的方法在數(shù)值計算中進行賦值。將實驗數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)進行了對比和置信度分析,認為RNG k-ε模型在現(xiàn)有的技術(shù)條件下可以得到合理的計算結(jié)果。基于模擬結(jié)果,分析了測點的布置規(guī)律以及污染物在模擬艙內(nèi)的傳播尺度和分布。根據(jù)前面的實驗和數(shù)值模擬數(shù)據(jù),進一步分析了流場結(jié)構(gòu)多樣性和間歇性對污染物在機艙內(nèi)傳播的影響。對于流場結(jié)構(gòu)多樣性,從一個全新的渦結(jié)構(gòu)的角度,分析了污染源在不同流場結(jié)構(gòu)處污染物的分布規(guī)律;對于流場結(jié)構(gòu)間歇性,結(jié)合污染物濃度偏態(tài)分布,應(yīng)用Monte-Carlo模擬的方法分析了偏態(tài)不穩(wěn)定性對于乘客暴露的影響。另外,提出“渦熵”和“暴露熵”的概念,從多樣性和間歇性兩個角度分析了仿真模擬艙的置信度。最后,將模擬艙與真實飛機機艙的情況進行了對比,針對真實機艙內(nèi)縱向氣流的測量,提出了示蹤氣體差分法,并進一步分析了縱向氣流的成因及控制方法。結(jié)合真實機艙內(nèi)縱向氣流的特點,對于穩(wěn)態(tài)工況,類比傳熱應(yīng)用一維計算模型,對于非穩(wěn)態(tài)工況,提出了馬爾科夫鏈計算模型,可以實現(xiàn)機艙整體濃度分布的穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)快速計算。同時,根據(jù)表征飛機通風(fēng)特性的特征矩陣可以實現(xiàn)簡單的污染物逆向?qū)ぴ从嬎恪?br/> 【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V223

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉俊杰;李炳燁;裴晶晶;王聰聰;肖曉勁;劉雪瑩;;不同季節(jié)飛機客艙環(huán)境的主客觀實驗研究[J];天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2015年02期

2 葛文濤;郭勇;姜楠;李建民;劉俊杰;;基于條縫形出風(fēng)口流場多尺度分析的飛機客艙吹風(fēng)感實驗研究[J];暖通空調(diào);2015年01期

3 陸義;裴晶晶;韓旭;劉魯萌;劉俊杰;;客機座艙氣態(tài)污染物及其凈化技術(shù)現(xiàn)狀[J];暖通空調(diào);2014年07期

4 沈忱;劉俊杰;劉煒;聞濟舟;;穩(wěn)態(tài)熱邊界客機座艙實驗平臺搭建及實驗驗證[J];暖通空調(diào);2014年07期

5 周強;何楓;沈孟育;;可壓縮混合層的渦結(jié)構(gòu)演化與流質(zhì)混合[J];空氣動力學(xué)學(xué)報;2014年03期

6 劉正先;張冀伸;平艷;;機艙通風(fēng)口沖擊射流湍流特征分析及驗證[J];天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2014年04期

7 劉俊杰;李建民;李斐;沈忱;;大型客機座艙空調(diào)通風(fēng)實驗平臺搭建及實驗研究[J];天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2014年04期

8 劉俊杰;劉素梅;孫賀江;肖曉勁;;大型客機座艙合理排數(shù)的數(shù)值模擬[J];天津大學(xué)學(xué)報;2013年01期

9 黃遠東;金鑫;金銘霞;胡曉南;;湍流模型和施密特數(shù)對街谷內(nèi)污染擴散模擬的影響[J];上海理工大學(xué)學(xué)報;2009年02期

10 張涵信,冉政;細長錐體有攻角繞流對稱流態(tài)到非對稱流態(tài)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[J];空氣動力學(xué)學(xué)報;1997年01期

，

本文編號：1256867