深海载人平台密闭舱室气流组织数值模拟分析

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。     

深海载人平台舱室热特性的仿真与优化

建立深海载人平台空调舱室传热过程的数学模型和Matlab仿真程序,分析典型航行工况下舱室隔热层厚度、空调设计风量及开启时长、舱内平均风速和舱内蓄热体蓄热能力4方面因素对舱内温度的影响,并根据计算结果提出优化建议。结果表明:通过调整隔热层的厚度可将定深作业阶段的舱内温度稳定在人员舒适范围,避免空调长时间运行;合理选择空调设计风量和下潜阶段的开启时长,既可以起到节能降噪的作用,又可以保证温度不超出允许范围;舱内平均风速的变化对舱内温度影响不大;增加舱内蓄热体总热容和传热面积可以减小舱内温度波动。     

变风量空调典型舱室气流组织数值模拟

文章建立了三种典型舱室的物理模型,在变风量空调系统不同运行工况下,进行了舱室气流组织数值模拟分析研究,模拟分析结果表明,采用贴顶射流上送风、下回风方式符合变风量空调舱室舒适性气流分布的要求。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

针对舰船舱室空调系统的末端形式不同于民用建筑空调系统末端形式的特点,提出对采用布风器方式的舰船舱室的气流组织形式进行研究。采用计算流体动力学(CFD)技术,建立实船典型两人舱室的数值试验模型,根据舰船的实际边界条件对该舱室夏季设计工况和冬季设计工况下的气流组织进行数值模拟计算,并对典型截面的速度场及温度场进行分析。模拟结果表明:在夏季设计工况下,虽然布风器周围风速较高、温度较低,但舱内人员活动区域速度场分布较均匀,舱内风速小于0.3 m/s,温度场分布也较为均匀,温度约为26～27 ℃;在冬季设计工况下,除布风器周围风速较高、温度较高外,舱室大部分区域风速较低,小于0.2 m/s,温度约为20 ℃。无论是夏季还是冬季设计工况,采用布风器末端形式的典型两人舱室人员活动区域内的气流速度及温度均满足舒适性标准要求,结果验证了该典型舱室空调系统布置的合理性。

     

深海载人平台舱室热特性的仿真与优化研究

建立了深海载人平台空调舱室传热过程的数学模型和MATLAB仿真程序,分析了典型航行工况下舱室隔热层厚度、空调设计风量及开启时长、舱内平均风速和舱内蓄热体蓄热能力4方面因素对舱内温度的影响,并根据计算结果提出优化建议。结果表明：通过调整隔热层的厚度可将定深作业阶段的舱内温度稳定在人员舒适范围,避免空调长时间运行;合理选择空调设计风量和下潜阶段的开启时长,既可以起到节能降噪的作用,又可以保证温度不超出允许范围;舱内平均风速的变化对舱内温度影响不大;增加舱内蓄热体总热容和传热面积,可以减小舱内温度波动。     

深海载人舱室风机盘管系统仿真

文章对深海载人舱室风机盘管系统进行仿真研究,计算不同控制策略下舱内温湿度的变化,以及不同工况下风机盘管系统性能。结果表明：综合控制便利性和节能因素,应以大小舱室混合回风温度为控制对象;通过调节送风比例能够实现对小舱室的独立控温;当外界环境温度升高时,应适当增大风量及提高舱室的控制温度,以延长风机盘管系统的有效工作时间;空调系统制冷模式由风机盘管模式转为机械压缩制冷模式应以冷却水进口温度为切换点,且上限不高于14℃。     

舰船密闭舱室火灾模拟及防火设计

对舰船内部密闭舱室这一典型结构的火灾及火灾安全设计进行研究，并对密闭舱室内火灾发生后的蔓延情况进行了模拟计算，得出其火灾蔓延规律，总结出该类型结构的防火设计应该注意的方面，其结论能够对舰船内部密闭舱室及类似结构的防火设计起到帮助作用。     

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。     

高级海员舱室空调环境及气流组织优化数值模拟

针对优化船舶舱室空调环境及气流组织以提升船员居住环境舒适性及工作效率的需求,基于CFD数值模拟方法建立高级海员居住舱室空调环境模拟模型,探讨送风风量和送风形式对舱内气流组织和空调环境热舒适性的影响,并验证布风器送风在冬季工况的可行性。结果表明,在采用100%风量送风的工况下,空调系统提供的冷量明显高于负荷需求,导致舱内风速偏高、温度偏低,而当舱内送风量减半时,能将室内温度和风速都控制在合理的范围内,在节约能源的同时保证了热舒适性。相比于空调器直接送风,布风器送风能消除风口下游区域高风速引起的吹风感和不舒适感,气流组织更均匀,在夏季或冬季工况中均能使室内维持很好的空调环境舒适性。进行船舶舱室空调系统设计时,首先应考虑与舱内需求冷量的匹配性,其次采用布风器送风也能提升舱室舒适性。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

  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CO₂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30°和45°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、CO₂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  tt 研究结果对居住舱室送风口布置具有一定的指导意义。     

深海载人平台二氧化碳清除技术发展现状及趋势

梳理目前应用在海洋载人领域中的二氧化碳清除技术,指出深海载人平台二氧化碳清除技术的发展趋势。根据某深海载人平台特点,研制了一型二氧化碳吸收装置样机,开展了密闭舱温湿度不受控性能试验。试验结果表明,该设计方案完全满足平台应用需求,可为该类平台内二氧化碳清除设备的设计和使用提供技术支撑。     

电算求解密闭舱室空气净化方程

从质平衡角度出发，推导出适用于多个密闭空间大气净化系统的微分方程，以此来描述各舱室空间内组份的动态变化情况，再借助计算机编程，求解各舱室被控组份气体的浓度变化趋势及稳态下浓度值，从而进一步评价系统的性能。     

深海载人平台全寿期风险源与风险管理研究

深海载人平台全寿期内存在安全、技术和费用等各类风险,需要对其进行识别和管理.论文梳理出深海载人平台全寿期内自然环境、设计技术与配套科研、总装建造等9类风险源.建立了深海载人平台风险管理框架,对风险识别、评估、处理与监控等主要过程进行分析.提出了基于工作分解结构与风险源的深海载人平台风险识别方法,给出了适合深海载人平台的...     

美俄深海大型载人作业平台的发展

对美国和俄罗斯2个国家的深海大型载人作业平台技术的发展和应用进行梳理。回顾美国和俄罗斯深海大型载人作业平台的发展历程,分析几型现役、退役和概念型平台的主要技术特点。重点研究这类平台在研发、制造和应用方面的关键技术,总结以深海大型载人作业平台为核心的深海作业技术体系。研究结果对我国深海作业技术体系的发展具有一定的参考和借鉴意义。     

船舶密闭舱室温度远程监测技术

在船舶密闭舱室温度远程监测中,常规的监测方法在工作过程中存在监测中断的情况,监测数据异常,监测方法的抗干扰性需要进一步提高。面对这一问题,提出船舶密闭舱室温度远程监测技术。使用RS485接口和MAX45转换芯片设计串行通信模块,在布线时选用双绞线,并在通信电路的关键位置配置去耦电容,增加抗干扰性能,使用温度传感器采集温度数据,设置监测信号最大电压,保证监测数据精度,填补监测异常数据,在保证监测数据完整的情况下,通过设计的通信模块实现对温度的监测。实验结果表明:设计的舱室温度远程监测方法在监测过程中死链次数少、数据丢包率低,其抗干扰能力得到了提高。     

某船典型空调住舱气流组织的数值模拟

文章分析了某船典型空调舱室气流组织机理及特点,利用数值计算软件,研究建立典型空调住舱数值仿真模型,开展舱室气流组织仿真分析,研究得出影响人员舒适性的舱室温度分布、气流速度分布、以及空气置换情况等仿真结果,为舱室气流组织优化提供了重要参考.     

深海载人平台二氧化碳吸收装置控制策略仿真分析

[目的]为了提高二氧化碳吸收装置的能源利用率,[方法]建立深海载人平台二氧化碳吸收装置及标准试验台的数字化模型,提出兼顾二氧化碳体积分数和装置功率的深海载人平台二氧化碳吸收装置控制策略,并对标准试验台条件下定风量策略、阶段控制策略、间歇控制策略对二氧化碳浓度和装置功率的影响进行分析。[结果]结果表明：定风量控制、阶段控制能够实现二氧化碳体积分数的定量控制,在同一控制要求下,定风量控制的总功耗低于阶段控制;阶段控制、间歇控制可实现二氧化碳体积分数的区间控制,在同一控制要求下,间歇控制总功耗低于阶段控制;对于定风量控制,目标体积分数越低,风量需求越大,功耗越大。对于间歇控制,选择满足要求的最小风量,能够降低功耗和风机启闭频率,提高装置可靠性;改变阶段控制策略风量档位和体积分数限值,能够分别实现体积分数定量控制或区间控制;对于体积分数定量控制,控制体积分数越低,运行时间越短;对于体积分数区间控制,风量越大,运行时间越短。[结论]研究成果可为深海载人平台二氧化碳吸收装置控制策略提供一定参考。     

深海载人平台观察系统研究与设计

介绍水下摄像与照明装备以及观察窗的技术现状,围绕深海载人平台观察系统开展设计,阐述深海载人平台高清摄像与水下照明系统的布置及体系架构,给出深海载人平台观察窗的类型和材质,分析深海载人平台观察窗的照明条件和厚度,为深海载人平台观察系统的设计提供参考。     

深海平台砰击载荷的数值分析

文章以深海平台为例,研究在迎浪海况的作用下,波浪对平台的砰击效应.将平台简化为大尺度,深吃水,几何形状规则的刚体,采用计算流体力学中的有限体积方法,将计算区域划分为一系列不重复的控制体积,使每个网格节点周围有一个控制体积,求解离散方程,利用流体体积理论捕捉自由表面的波形.依据三阶斯托克斯波波浪理论,利用fluent软件建立相应的数值水槽,并进行造波及消波设置,得到稳定的波浪场.采用固定平台六自由度的方法,初步地对平台所受的波浪砰击载荷进行分析计算.