基于封閉機(jī)艙CFD分析的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、目前,世界造船業(yè)已經(jīng)進(jìn)入更高層次的“數(shù)字化”階段,但對(duì)機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)完成的,到目前為并沒有一個(gè)較為準(zhǔn)確的方法和成熟的理論,通風(fēng)效果需要等到船舶建造完成后通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量才能夠知道,具體的機(jī)艙內(nèi)各點(diǎn)的溫度,壓力與流速等分布也無法得知。由于機(jī)艙溫度場(chǎng)與流場(chǎng)的分布受到很多因素(如機(jī)艙結(jié)構(gòu),風(fēng)量,風(fēng)口等)的影響,是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。此外,相對(duì)于傳統(tǒng)的開式機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng),閉式機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)要復(fù)雜得多,僅僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來完成方案的設(shè)計(jì)是不

2、夠科學(xué)的,也極易造成很大的偏差從而導(dǎo)致大量地返工與浪費(fèi),嚴(yán)重影響整條船的建造質(zhì)量。
　　如果能預(yù)先確定工程設(shè)計(jì)中閉式機(jī)艙內(nèi)的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)的分布及通風(fēng)效果,在船舶施工建造之前找出設(shè)計(jì)方案中存在的問題與不足,將具體十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)研究典型的封閉機(jī)艙內(nèi)空氣的分布情況,并在此基礎(chǔ)上探討了閉式機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法。
　　本文首先根據(jù)某船封閉機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)的任務(wù)要求及規(guī)范,確定了閉式機(jī)艙通風(fēng)

3、系統(tǒng)的通風(fēng)量及初步通風(fēng)方案,并繪制出閉式機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)的布置圖,建立了封閉機(jī)艙的三維數(shù)值模型并運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部三維湍流進(jìn)行數(shù)值模擬,通過對(duì)改進(jìn)前后機(jī)艙內(nèi)部的溫度場(chǎng)與流場(chǎng)的分析解決了初步方案中存在的問題。
　　針對(duì)改進(jìn)后的系統(tǒng),進(jìn)一步定量分析了影響機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)效果的相關(guān)參數(shù),如循環(huán)風(fēng)送風(fēng)角度與送風(fēng)速度,繪制出了不同工況下典型斷面的熱層分布圖并引入不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)EDT,ADPI,Et等對(duì)不同工況下的氣流組織