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。     

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。     

辐射空调送风方式对船舶舱室舒适性的影响

应用Airpak软件建立4种典型送回风方式的船舶舱室模型，进行船舶舱室内的气流组织模拟，通过预测平均评价和预测不满意数（PMV-PPD）、空气龄和温度场的模拟结果进行舒适性分析，目的是得到更合理的送回风方式。研究结果表明：在相同送风温度和送风量条件下，异侧上送下回形成的PMV-PPD、空气龄和温度场更加均匀；送风方式对辐射空调房间室内空气的空气龄分布影响较大，其中，同侧上送下回送回风方式的空气龄分布表现最差；对比异侧上送下回、上送上回和同侧上送下回3种送回风方式，送回风口异侧要优于同侧。     

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。     

变风量条件下船舶会议室污染物浓度分布模拟研究

以非空态船舶会议室为研究对象,采用数值模拟的方法分别对同侧上送下回、上送下侧回、异侧上送下回、上送上回4种典型送风方式下人员工作区的CO_2分布特征以及上送下侧回送风形式不同风量条件下人员工作区CO_2浓度变化规律进行研究分析,计算出船舶会议室空调冷负荷为3 114.6 W,且使空调冷负荷的逐级递减为2 647.4 W,2 180.2 W和1 713 W;进而与空调负荷相对应的选取设计风量的100%,85%,70%,55%4种风量工况进行模拟.研究结果表明:在100%风量工况下,4种不同送风方式中同侧上送下回和上送上回送风方式有较强的稀释室内污染物的能力,人员工作区平均CO_2浓度较低;送风量的减少使得舱室内CO_2浓度分布特征改变,当送风量减小到55%时,舱室内人员工作区CO_2浓度普遍高于1 000 ppm,高于国家所规定的CO_2浓度标准.     

邮轮影剧院夏季气流组织模拟和分析

以某邮轮的影剧院为研究对象,对影剧院进行建模,进行负荷、风量计算和数值模拟,引入空气流速、CO2浓度、空气龄、pmv-ppd4个指标对影剧院进行热舒适性和室内空气品质评价,并对上送侧回和下送侧回的通风方式进行对比分析.研究结果表明,不同气流组织对室内热舒适性和空气品质影响较大,下送侧回的热舒适性和室内空气品质评价要好于上送侧回.     

大温差技术在船舶空调中应用的可行性分析

大温差送风技术已在国内外建筑领域推广,文中针对船舶空调领域实施这一技术的可行性进行初步分析和探讨。基于大温差低温送风在船舶上使用的优势,提出了大温差变风量送风系统方案,通过了对典型舱室进行负荷计算和建立物理模型,并采用CFD数值模拟分析了船舶舱室大温差低温送风下气流组织分布,研究了不同送风温度和不同送风量下的温度和速度场分布云图。结果表明,大温差低温送风技术在船舶空调领域实施是可行的。     

辐射供冷末端布置对邮轮舱室热环境影响

为研究辐射供冷末端布置对邮轮舱室热环境的影响,文章采用气流组织分析软件Airpak对不同供冷工况下舱室热环境进行模拟,分析对比各工况下舱室的温度分布、速度分布,并利用评价指标PPD-PMV值和平均空气龄对人员主要活动区域的热舒适性进行研究。结果表明,相比于辐射垂直墙壁系统,顶板供冷在X轴方向的温度分布更加均匀,人员无明显吹风感,舱室内人员的感觉最舒适。     

深海载人平台密闭舱室气流组织数值模拟

本文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。模拟分析了不同气流组织形式下舱内空气温度和速度的分布规律,得出以下结论：在本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,平送风和下送风相结合的形式优于单纯采取平送风或下送风形式。     

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。     

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...     

船舶烧伤病房气流组织分析与优化

针对舰船舱室气流组织的形式特点,以烧伤病房作为研究对象建立数学模型,通过使用Airpak软件对烧伤病房不同设计方案下的气流组织进行了计算仿真,通过舱室温湿度,空气流速,热舒适指标等参数的对比,获得舱室的压力、温度、速度、热舒适性指标等的分布特性,对烧伤病房气流组织进行了分析并提出了优化方法,可以有效提高人员的舒适性和气流组织效果。     

小型邮轮极地环境下住舱舱室空气环境舒适性分析

针对冬季工况下国产小型邮轮极地环境下住舱舱室的气流组织，文章采用CFD软件对使用方形散热器、圆形散热器以及孔板散热器等不同通风末端布置方案的住舱舱室的气流组织进行计算仿真，研究得到了住舱舱室气流组织的温度、预测平均评价指标（PMV）、预期不满意百分数指标（PPD）以及风速等参数的仿真结果，经对比分析获得通风末端布置的最佳方案。并根据方案间的对比得知，在极地环境下，采用方形散热器或圆形散热器能够有效改善住舱舱室室内环境，提高人体舒适度。     

船舶舱室温度预报

本文介绍了一种简单的预报船舶舱室温度的计算方法和公式。并利用EXCEL计算表来编制计算程序预报特定边界条件下房间温度的变化。同时采用CFD数值模拟的方法对预报结果进行比较分析。以确定计算公式的可行性。可以在设计阶段帮助工程师直观地了解送风量和送风温度变化所引起的舱室温度的波动规律。     

船用变风量末端装置的应用分析

变风量空调系统末端装置型式多样,能否在舰船上使用并达到相应效果是业内人士关心的问题。因此对舰船空调末端装置进行分析,采用k-e湍流模型对舱室空气流动进行数值模拟,并运用Fluent软件进行模拟计算,得出了船员舱室的温度场和速度场的分布。由舱室温度分布均匀和无明显送风下坠和射流冷风感,得出诱导型变风量末端和带热交换器动力型末端送风方案都能满足舱室舒适性要求,为变风量末端装置在舰船上更好地使用提供了理论依据。     

深海载人平台逃逸舱气流速度与二氧化碳浓度 数值模拟

摘 要：本文基于计算流体力学方法，利用Fluent软件对深海载人平台逃逸舱气流速度与二氧化碳浓度进行数值模拟，研究了不同送风形式和送风参数对舱内空气速度和二氧化碳浓度分布的影响。分析舱内气流速度表明，散流器送风结果明显优于圆形口送风；减小散流器喉部直径有利于舱内气流均匀，但仍有部分区域气流速度较低；增大风量能减小低流速比例，但相应增加了吹风感。分析舱内二氧化碳浓度表明，增大风量对二氧化碳浓度影响不大，却增加了吹风感。根据数值模拟结果最终得出了在空间等设计条件限值下的较优工况。     

船舶舱室环境下的动态热舒适研究

船舶舱室环境热舒适是影响船员身体健康和工作效率的重要因素,为了确保舒适健康的船舶舱室微气候环境,对改善船员居住环境条件和生活质量,提高工作效率具有重要意义。对船舶舱室环境下的动态热舒适性及动态热舒适指标进行了研究,并在此基础上,分别从温度和风速的动态化出发,对船舶舱室的动态热舒适进行了分析。     

基于CFD模拟的船舶空调舱室热舒适性研究

针对船舶舱室热环境的特殊性,建立了适用的CFD计算模型,并对其进行了实验验证。在该模型的数值模拟结果基础上,以PMV-PPD热舒适性评价指标和DNV COMF-C(3)规范为依据,对船舶舱室空调气流组织进行优化。优化结果表明,相比于优化前,优化后的餐厅和会议室的热舒适性得到改善,热环境满意人数分别增加了52.7%和28.9%。结合CFD模拟和热舒适性评价分析的优化方法,在节约时间和实验成本的同时,为船舶空调系统的设计和优化提供了重要依据。     

船舶舱室空调送风优化技术

为提高舰船居住舱室热舒适性,对现有的舰船典型的居住舱室内的气流组织进行优化。通过分析舰船典型居住舱室的热工参数,对舱室进行简化建模。采用k-ε湍流模型对船舶居住舱室的空气流动建立数学模型,并应用计算流体力学软件进行数值计算,得出了居住舱室的温度场、速度场的分布,据此通过改变风量分配和风口的型式以及优化布置来设计出合适的...     

基于船舶破损安全性的舱室优化方法

[目的]船舶安全性是船舶最重要的性能之一,而舱室优化与提高船舶破损安全性密切相关,二者之间的关系是一个复杂的多因素问题。[方法]基于SOLAS 2009公约,评估概率破舱稳性,量化危险区域,采用层次分析法(AHP),以分舱指数、危险区域类型和数量为评估指标,求解各指标对船舶破损安全性的影响权重,并以提高船舶破损后的安全性为目标,评估出最优舱室优化方案。[结果]结果显示,调整危险区域边舱宽度、舱室长度及双层底高度均可提高船舶破舱稳性,以及船舶破损后的安全性。[结论]实验结果表明研究危险区域可提高船舶安全性,在基于多准则评估船舶破舱后的安全性上采用AHP方法可行。