飛機座艙氣流組織的數(shù)值模擬中網(wǎng)格選用的策略研究.pdf

1、當今社會，越來越多的人選擇飛機這種交通方式出行，而飛機機艙內(nèi)的氣流組織對機組乘務(wù)人員和乘客的健康和舒適程度至關(guān)重要，因此飛機機艙環(huán)境受到了社會的廣泛關(guān)注。由于目前機艙的熱舒適性較差，存在縱向溫差較大的問題，并且機艙內(nèi)存在多種污染物，對乘客的健康不利，因此機艙內(nèi)的環(huán)境需要改善。機艙內(nèi)的氣流組織可以調(diào)節(jié)溫度和速度分布，并且控制污染物的傳播，為乘客和機組人員提供一個健康舒適的機艙環(huán)境。因此，為了改善機艙的環(huán)境，我們需要認真研究機艙內(nèi)的氣流組織

2、。
　　實驗測量和數(shù)值模擬是研究飛機座艙環(huán)境最常用的兩種方法。由于實驗的高成本和機艙內(nèi)狹小空間條件的限制，在座艙內(nèi)進行實驗是非常困難的，并且大部分的實驗都在地面停機工況時或者在構(gòu)建的座艙模型中實施。但是 CFD模擬這種方法成本低廉且高效，因此 CFD方法越來越受到歡迎，用來預測機艙內(nèi)的氣流組織。由于在影響 CFD的計算精度和計算速度的眾多因素(例如，網(wǎng)格、湍流模型、差分格式等)中，網(wǎng)格在 CFD計算中起到了重要的作用，因此，本研究

3、為找到一個用來模擬機艙空氣環(huán)境的合適網(wǎng)格，比較了不同網(wǎng)格的類型和數(shù)量的模擬結(jié)果。本研究將為今后進一步準確的研究機艙內(nèi)的氣流組織，確定一個合適的網(wǎng)格類型和網(wǎng)格數(shù)量，同時給工程師提供一個關(guān)于網(wǎng)格表現(xiàn)和消耗時間的判斷。
　　本研究針對 MD-82頭等艙進行氣流組織的模擬，首先對比了穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)的RNG k-ε模型的模擬結(jié)果，然后評價3種網(wǎng)格類型（六面體網(wǎng)格，四面體網(wǎng)格和混合型網(wǎng)格）和5種網(wǎng)格數(shù)量（300萬、600萬、1200萬、2400

4、萬和大于3800萬網(wǎng)格）的計算精度和計算耗時。本文通過誤差分析研究和溫度場、速度場的模擬結(jié)果對比，得到以下結(jié)論。與穩(wěn)態(tài)模型相比，非穩(wěn)態(tài)模型的計算方法與實驗測量的方法更加接近，都是對一段時間的流場取時均值，因此更加接近實驗測量的結(jié)果；六面體網(wǎng)格擁有最高的模擬精度但同時計算耗時最高，混合型網(wǎng)格的精度最低，但是計算所需時間最短；本研究發(fā)現(xiàn)1200萬的六面體網(wǎng)格可以得到較為準確的結(jié)果。而網(wǎng)格數(shù)量再加密（例如5900萬或者更多）時，不一定可以得到