基于数值模拟的船舶空调舱室热舒适性分析

船舶空调舱室热舒适性是影响船员工作效率和生活品质的重要因素。本文利用数值模拟的方法分析了不同送风温度,送风速度下船舶舱室内温度场与速度场的分布,选取了船舶舱室模型中具有代表性的四个截面,揭示不同位置的空气流速与温度差异；船舱下半部分温度变化较明显,约比送风温度高1~3℃。依据热舒适性方程,利用PMV热舒适性计算分析工具,研究了送风温度,送风速度以及空气的相对湿度对热舒适性指标PMV与PPD的影响。通过数值模拟与理论方法相结合,优化了三个参数的取值范围。进一步分析了送风温度,送风速度以及空气的相对湿度三者之间的相互作用。指出当送风速度,送风温度超出优化范围,可以分别适当的调节送风温度,空气的相对湿度来满足热舒适性要求。为船舶空调热舒适性的设计与优化提供了重要依据。     

潜艇居住舱室空调送风舒适度数值模拟评估

[目的]潜艇舱室环境普遍较恶劣,需提高居住性,基于此,对采用球形布风器的潜艇舱室的空调送风气流组织进行研究,评估舱室热舒适度。[方法]使用CATIA构建精确程度高的舱室三维模型,采用计算流体力学(CFD)技术,根据实际边界条件,对舱室在夏季水面、夏季水下、冬季水面、冬季水下工况下的送风气流组织进行数值模拟,对使用球形布风器改变送风方向的夏季水面工况送风气流组织进行数值模拟,对各工况下舱室温度及速度分布进行分析对比,对舱室的舒适性评价指标(PMV)值进行计算分析。[结果]结果表明,在各工况下,舱室PMV值在-1～1之间;舱室内大部分区域气流速度分布较为均匀,速度适宜,小于0.3 m/s;舱室大部分区域温度较为均匀,夏季约为24.5～26℃,冬季约为22～23.5℃。[结论]采用球形布风器的潜艇典型住舱空调送风满足舒适性标准要求。     

居住舱室空气环境舒适性数值分析

[目的]为比较不同送风方案对居住舱室空气环境的影响,[方法]采用计算流体力学技术对四人居住舱室内的空气环境舒适性进行数值研究。分析气流组织分布的评价指标,对夏季工况下舱室模型的风速、温度、相对湿度、PMV值和CO_2浓度进行模拟计算。通过对比不同送风方案的模拟结果,研究送风角度、送风温度和送风量对舱室内气流组织热舒适性及空气品质的影响。[结果]研究结果表明:送风角度分别取30o和45o时对模拟结果影响较小;降低送风温度并减小送风量虽然会导致舱室内空气湿度相对较小、CO_2浓度较高,但均可满足设计要求,且综合考虑气流组织的评价指标,研究的方案能提高舱室气流组织热舒适性。[结论]研究结果对居住舱室送风口布置具有一定的指导意义。     

船舶住舱热环境优化设计分析

[目的]船舶住舱的热舒适性对船员生活与工作有着重要影响,而采用实验研究和传统的数值模拟试算法进行送风参数设计耗时较长,为此,将基于本征正交分解(POD)的逆向设计方法应用于典型住舱的送风参数设计.[方法]选择船舶典型的住舱结构,采用计算流体力学(CFD)方法建立三维数值模型,在获得流场、温度场以及浓度场结果的基础上,结...     

某邮轮餐厅空调系统CFD仿真设计

为优化邮轮餐厅空调系统功能,提出采用全孔板送风空调系统,使用CFD仿真软件模拟侧向送风及全孔板送风2种方案的送风效果,采用PMV-PPD、气流速度和空气龄等多维度参数进行空调方案的热舒适性和通风效果对比,结果表明,所提出的全孔板送风各项指标均更佳.     

基于热舒适性的邮轮客房空调风口优化设计

以AIRPAK软件为平台搭建邮轮住舱模型,考虑厕所门缝回风的影响,计算舱室热负荷及送风参数,设计两种风口布置方案(上送底侧回、上送上回),从温度分布、PMV、PPD、空气龄、速度矢量分布等因素分析模拟结果,从热舒适性、吹风感、空气清新度角度对比不同风口布置方案,结果表明,上送底侧回的方案热舒适性和吹风感更好,上送上回的方案空气清新度更佳。     

机舱热发散控制用通风参数影响的模拟分析

针对船舶机舱发电机组、锅炉等高负荷热源,研究采用空气射流通风技术进行热发散控制。结合机舱的现场条件,建立机舱热发散控制的物理模型,选用计算流体力学的标准k-ε模型作为数值模拟计算模型。采用正交试验法对稳态条件下的送风速度、喷嘴高度、送风温度、送风湿度、排风速度等因素进行了模拟试验分析。试验得出不同通风因素对热发散控制效果影响的显著性大小排序:送风温度、送风速度、喷嘴高度、排风速度。结合试验分析结果提出了热发散通风控制的优方案和考虑节能后再优化调整方案。     

机舱热发散控制用通风参数影响的模拟分析

针对船舶机舱发电机组、锅炉等高负荷热源,研究采用空气射流通风技术进行热发散控制。结合机舱的现场条件,建立机舱热发散控制的物理模型,选用计算流体力学的标准k-ε模型作为数值模拟计算模型。采用正交试验法对稳态条件下的送风速度、喷嘴高度、送风温度、送风湿度、排风速度等因素进行了模拟试验分析。试验得出不同通风因素对热发散控制效果影响的显著性大小排序：送风温度、送风速度、喷嘴高度、排风速度。结合试验分析结果提出了热发散通风控制的优方案和考虑节能后再优化调整方案。     

船舶舱室置换通风系统的数值模拟和优化

船上有些空间大、人员集中、船体结构复杂的舱室,传统送风方式难以满足需求,给空气环境设计带来很大挑战。文章采用计算流体力学方法研究置换通风系统在船舶舱室中的应用,通过建立物理和数值计算模型,在设计初始阶段对其进行气流组织、热舒适性等方面的模拟分析和优化应用研究;针对某实船舱室的置换通风系统原始方案和优化方案进行对比分析,结果表明置换通风系统具有流动分层和垂直温度梯度的特点。相比原始方案,优化方案使舱室内温度、风速和热舒适性指标等得到优化,有效降低了吹风感,保证人体周围的空气品质,热舒适性指标也符合标准要求。对船舶置换通风系统的应用研究具有借鉴意义。     

深海载人平台密闭舱室气流组织数值模拟

基于计算流体力学方法,采用Fluent软件对深海载人平台密闭舱室气流组织进行数值模拟,分析不同气流组织形式下舱内空气温度和速度的分布规律,结果表明:在舱室热源较大且分布不均的特殊条件下,双侧外送风气流组织形式不能满足要求;采取分布散流器送风形式时,平送风与下送风相结合的形式优于单纯采取平送风或下送风形式。     

采用封闭式燃油炉灶的船舶厨房空调通风设计

针对船舶厨房中采用的开式燃油炉灶在使用过程中存在熄火的现象，提出采用具有独立进风、排烟系统的封闭式燃油炉灶。通过对采用封闭式燃油炉灶的船舶厨房空调通风设计的探讨，将厨房空调通风系统划分为工作区空调系统，炉灶进风、排烟系统和集气罩风幕系统三个部分，并对工作区全面空调的设计，炉灶进风、排炯的压力匹配和集气罩风幕气流组织形式等问题进行分析。认为与封闭式燃油炉灶相匹配的合理的厨房空调通风设计，能有效保证封闭式燃油炉灶的正常工作，消除开式燃油炉灶所存在的熄火问题。     

改善潜艇舱室热舒适和空气品质的技术探讨

为解决当前潜艇舱室的热不舒适状况和恶劣空气品质限制潜艇长期潜航的问题,对国内外相关研究进行了综合评析。分析发现,人体热舒适存在种族和地域等差异,基于发达国家的研究成果建立的空调热舒适标准不能直接用于指导中国建筑室内的空调系统设计,更不能直接用于具有很大特殊性的水下密闭空间性质的潜艇。因此,提出运用现场问卷调查与客观生理参数测量相结合的研究方法,来确定适合中国人自身特点的、针对潜艇特殊环境的热舒适标准和空气品质需求标准。同时,重点探讨了改善潜艇舱室空气品质的技术措施。结果表明,以合适的标准为指导,以多种技术综合为手段,可以切实改善潜艇舱室内的热舒适状况和空气品质。     

气幕防波堤设计

本文介绍气幕防波堤消波机理与设计原理,根据Kurihara水槽试验和现场测试的结果,提出供气量计算方法,为气幕防波堤的设计提供参考。     

基于因子分析的极地邮轮舱室空气污染物研究

船舶舱室空气污染物是影响舱室舒适性的重要因素。以极地邮轮舱室空气污染物为研究对象,在分析其来源及相互影响因素的基础上,提出了采用因子分子法对舱室污染物进行降维的处理方法。进一步,基于相关样本数据的基础上,分别利用SPSS软件和MATLAB编程进行了污染物的因子分析。目前已有的样本数据显示公因子为两个：第一公因子在CO、细菌总数、可吸入颗粒物、甲醛和SO2上有较大的载荷；第二个公因子在甲醛、NO2和SO2上有较大的载荷。研究结果表明：SPSS软件和MATLAB在降维分析中研究结论一致。该研究结果可为对环境舒适度要求较高的船舶舱室空气污染物主动控制提供较好的理论依据和参考。     

汽车空调箱内空气流动的数值模拟研究

建立了汽车空调箱的数学模型,与换热器的单体吹风实验结合,采用多孔介质模型计算了空气在蒸发器与暖风芯体间的压力降。通过分析换热器内部速度场、压力场,揭示了空气在空调箱内的流动特性。结果表明：由于蒸发器迎风面积较大,蒸发器侧的压力损失不高,而在暖风芯体处,由于通道扩张不充分,芯体处的速度场不均匀,流体在箱体边缘发生了回流,降低了芯体的换热效能。在出口处,存在较强涡流,是空调箱阻力的主要来源。     

低噪声船用布风器性能测试及分析

船舶的各个零部件都能造成噪声,在当今船舶技术的发展中,低噪声成为研究的新领域。舒适度这一问题亟待解决。本文主要通过测试,分析船舶空调末端装置布风器噪声、消声性能、风量控制精度、压力无关、静压损失、风量测量精度等方面的特性。结果表明：变风量型布风器风量控制精度高、测量精度高、静压损失小、噪声和消声性能以及压力无关特性均符合标准。     

“新永安”号客滚船整体舱室空调系统设计

随着人们生活水平的提高,市场对高端客滚船的需求越来越多,对于客滚船舒适度的关注也不断提升,尤其随着整体舱室技术的使用,其对空调系统设计提出了更高要求。以“新永安”号客滚船为例,从整体舱室、变风量系统、结构、噪声等方面着重介绍了空调系统的设计要点。通过设计要点的研究总结,既能够为未来整体舱室的运用可行性评估提供一个重要的评估指标,保证前期方案的准确性,也为客滚船空调系统的设计提供了一个较为全面的参考。     

船舶空调系统设计新思路-低温送风

如何解决船舶空调系统在船上有限空间内的布置和船舶空调舒适性的矛盾，一直是船舶空调系统设计人员所追求的目标，本文介绍一种低温送风系统，探讨在船舶空调行业中的应用，期望能设计出更好的船舶空调系统。     

客船公共处所送风末端的数值模拟分析和比较

以某型客船的公共餐厅为研究对象,采用计算流体力学(CFD)方法对几种不同的送风末端方案进行数值模拟分析,包括圆形散流器、方形散流器和孔板天花板,从温度场分布、空气流动速度场分布、PMV及PDD指标和室内空气龄等指标角度对3种不同方案的模拟结果进行分析比较。结果表明:不同的送风末端型式对该公共处所内的空调送风效果有显著影响,其中,孔板天花板送风末端方案的室内空气质量和热舒适度水平高于其他方案。