飛機(jī)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(dāng)今社會(huì)，越來(lái)越多的人選擇飛機(jī)這種交通方式出行，而飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的氣流組織對(duì)機(jī)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(jī)機(jī)艙環(huán)境受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。由于目前機(jī)艙的熱舒適性較差，存在縱向溫差較大的問(wèn)題，并且機(jī)艙內(nèi)存在多種污染物，對(duì)乘客的健康不利，因此機(jī)艙內(nèi)的環(huán)境需要改善。機(jī)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(jī)組人員提供一個(gè)健康舒適的機(jī)艙環(huán)境。因此，為了改善機(jī)艙的環(huán)境，我們需要認(rèn)真研究機(jī)艙內(nèi)的氣流組織

2、。
　　實(shí)驗(yàn)測(cè)量和數(shù)值模擬是研究飛機(jī)座艙環(huán)境最常用的兩種方法。由于實(shí)驗(yàn)的高成本和機(jī)艙內(nèi)狹小空間條件的限制，在座艙內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是非常困難的，并且大部分的實(shí)驗(yàn)都在地面停機(jī)工況時(shí)或者在構(gòu)建的座艙模型中實(shí)施。但是 CFD模擬這種方法成本低廉且高效，因此 CFD方法越來(lái)越受到歡迎，用來(lái)預(yù)測(cè)機(jī)艙內(nèi)的氣流組織。由于在影響 CFD的計(jì)算精度和計(jì)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(jì)算中起到了重要的作用，因此，本研究

3、為找到一個(gè)用來(lái)模擬機(jī)艙空氣環(huán)境的合適網(wǎng)格，比較了不同網(wǎng)格的類(lèi)型和數(shù)量的模擬結(jié)果。本研究將為今后進(jìn)一步準(zhǔn)確的研究機(jī)艙內(nèi)的氣流組織，確定一個(gè)合適的網(wǎng)格類(lèi)型和網(wǎng)格數(shù)量，同時(shí)給工程師提供一個(gè)關(guān)于網(wǎng)格表現(xiàn)和消耗時(shí)間的判斷。
　　本研究針對(duì) MD-82頭等艙進(jìn)行氣流組織的模擬，首先對(duì)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(píng)價(jià)3種網(wǎng)格類(lèi)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(wàn)、600萬(wàn)、1200萬(wàn)、2400

4、萬(wàn)和大于3800萬(wàn)網(wǎng)格）的計(jì)算精度和計(jì)算耗時(shí)。本文通過(guò)誤差分析研究和溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)的模擬結(jié)果對(duì)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(jì)算方法與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的方法更加接近，都是對(duì)一段時(shí)間的流場(chǎng)取時(shí)均值，因此更加接近實(shí)驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果；六面體網(wǎng)格擁有最高的模擬精度但同時(shí)計(jì)算耗時(shí)最高，混合型網(wǎng)格的精度最低，但是計(jì)算所需時(shí)間最短；本研究發(fā)現(xiàn)1200萬(wàn)的六面體網(wǎng)格可以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。而網(wǎng)格數(shù)量再加密（例如5900萬(wàn)或者更多）時(shí)，不一定可以得到