CN113822001A - 一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法 - Google Patents

一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法 Download PDF

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CN113822001A CN202111381702.5A CN202111381702A CN113822001A CN 113822001 A CN113822001 A CN 113822001A CN 202111381702 A CN202111381702 A CN 202111381702A CN 113822001 A CN113822001 A CN 113822001A
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Abstract

本发明公开了一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，包括步骤：一、模拟密封实验室开放式吹风模拟系统并生成计算网格；二、设置边界条件；三、构建开放式吹风模拟系统的数值模型；四、15℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示；五、‑25℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示；六、获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的要求风速下风机压增。本发明对15℃和‑25℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示，给出两种温度场状态下距出口4m处的流场分布图，获取风速达55m/s时，风机的最大压增值，可为气流分析验证和优化提供理论支持。

Description

一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法
技术领域
本发明属于开放式吹风模拟系统气流设计技术领域，具体涉及一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法。
背景技术
为了在气候实验室模拟飞机起飞、着陆遭遇强雨雪及浓雾等恶劣天气，现有建立一种密封实验室开放式吹风模拟系统，当风机运行时，整个实验室中会产生较强的空气流动，并且在整个实验室中形成巨大的漩涡流动，空气的不规则流动会对风机的进气口的进气及喷口喷射气流产生不利影响，从而影响整个试验段气流品质，现如今缺少一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，以实现开放式流场试验段气流品质满足设计要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，通过对密封实验室开放式吹风模拟系统进行三维模型并网格划分便于后期数值分析计算，设置边界条件并构建开放式吹风模拟系统的数值模型，对15℃和-25℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示，给出两种温度场状态下风流入口、出口以及距出口4m处的流场分布图，获取要求距出口4m处风速达55m/s时，风机的最大压增值，可为该吹风模拟系统气流分析验证和优化提供理论支持，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，所述开放式吹风模拟系统包括开放式风洞以及位于开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、模拟密封实验室开放式吹风模拟系统并生成计算网格：利用CATIA软件建立密封实验室开放式吹风模拟系统的三维模型，并采用混合网格形式对密封实验室开放式吹风模拟系统进行网格划分，所述密封实验室长度方向和开放式风洞长度方向为x轴方向，所述密封实验室高度方向和开放式风洞高度方向为z轴方向，y轴方向垂直于x轴和z轴，对开放式风洞采用第一网格划分，对开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场采用第二网格划分，对实验室内其余空间流场采用第三网格划分，所有壁面为边界层，对边界层由开放式风洞向密封实验室扩散方向采用增长型网格划分；
第一网格为结构网格，第二网格划和第三网格划均为四面体网格，增长型网格为棱柱式网格；
步骤二、设置边界条件：把三维模型导入FLUENT软件中，并输入边界条件，所述边界条件包括气体温度、气体气压、气体密度和气体动粘性系数，所有壁面均为绝热无滑移壁面，松弛因子为常数；
步骤三、构建开放式吹风模拟系统的数值模型：在FLUENT软件中构建开放式吹风模拟系统的数值模型
Figure 883622DEST_PATH_IMAGE001
，其中，Ω为开放式吹风模拟系统控制体和△Ω为控制体的边界，∂为微分符号，t为时间，ρ为气体密度，u为风速的x轴分量，v为风速的y轴分量，w为风速的z轴分量，V为开放式吹风模拟系统所占体积，e为密封实验室内单位体积下的总内能，
Figure 728082DEST_PATH_IMAGE002
为控制体的边界网格体积向量，
Figure 414278DEST_PATH_IMAGE003
为网格面的外法线向量，p为气体压强，
Figure 152427DEST_PATH_IMAGE004
为
Figure 265876DEST_PATH_IMAGE003
在x轴上的分量，
Figure 191107DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 819010DEST_PATH_IMAGE003
在y轴上的分量，
Figure 146086DEST_PATH_IMAGE006
为
Figure 430437DEST_PATH_IMAGE003
在z轴上的分量，dS为控制体的边界上面积微元，
Figure 108543DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 136542DEST_PATH_IMAGE008
为开放式风洞入口来流密度，
Figure 318124DEST_PATH_IMAGE009
为开放式风洞入口来流速度，
Figure 179901DEST_PATH_IMAGE010
为开放式风洞入口来流长度，
Figure 79724DEST_PATH_IMAGE011
为开放式风洞入口来流粘性系数，
Figure 645834DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 681924DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 839235DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 960775DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 330577DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 893276DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 690331DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 299167DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 738238DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 748920DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 716876DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 219532DEST_PATH_IMAGE023
，μ为总粘性系数且
Figure 931136DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 61903DEST_PATH_IMAGE025
为层流粘性系数，
Figure 731919DEST_PATH_IMAGE026
为湍流粘性系数，
Figure 49768DEST_PATH_IMAGE027
为风速的x轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 565063DEST_PATH_IMAGE028
为风速的x轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 956861DEST_PATH_IMAGE029
为风速的x轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 266620DEST_PATH_IMAGE030
为风速的y轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 71765DEST_PATH_IMAGE031
为风速的y轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 656330DEST_PATH_IMAGE032
为风速的y轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 496110DEST_PATH_IMAGE033
为风速的z轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 976770DEST_PATH_IMAGE034
为风速的z轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 941315DEST_PATH_IMAGE035
为风速的z轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 532833DEST_PATH_IMAGE036
为层流，
Figure 492699DEST_PATH_IMAGE037
为湍流Prandtl数，γ为气体的比热，T为气体温度，
Figure 675418DEST_PATH_IMAGE038
为气体温度在x轴方向的热传导，
Figure 455156DEST_PATH_IMAGE039
为气体温度在y轴方向的热传导，
Figure 850365DEST_PATH_IMAGE040
为气体温度在z轴方向的热传导；
步骤四、15℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示：利用FLUENT软件进行多次数值计算，每次FLUENT软件中输入气体温度15℃、距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值、风机转速、风机压增的方向和风机压增值进行数值计算，每次数值计算中输入的风机压增值不同，获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的风速55m/s时，开放式风洞距入风口及出风口4m处的压力场及风速云图，并确定当前条件下的风机压增F1；
步骤五、-25℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示：利用FLUENT软件进行多次数值计算，每次FLUENT软件中输入气体温度-25℃、距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值、风机转速、风机压增的方向和风机压增值进行数值计算，每次数值计算中输入的风机压增值不同，获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的风速55m/s时，开放式风洞距入风口及出风口4m处的压力场及风速云图，并确定当前条件下的风机压增F2；
步骤六、获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的要求风速下风机压增：
根据公式F=max（F1，F2），获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的要求风速下风机压增F，其中，max（·）为最大值函数。
上述的一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，其特征在于：步骤一中，对开放式风洞采用尺寸为40mm的第一网格划分，对开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场采用尺寸为50mm的第二网格划分，对实验室内其余空间流场采用尺寸为500mm的第三网格划分，所有壁面为边界层，对边界层由开放式风洞向密封实验室扩散方向采用增长型网格划分，增长型网格最内层网格高度为0.01mm，边界层的增长型网格高度增长率为1.25。
上述的一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，其特征在于：所述气体气压为101325Pa。
上述的一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，其特征在于：所述距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值为±4%。
本发明的有益效果是，通过对密封实验室开放式吹风模拟系统进行三维模型并网格划分便于后期数值分析计算，设置边界条件并构建开放式吹风模拟系统的数值模型，对15℃和-25℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示，给出两种温度场状态下风流入口、出口以及距出口4m处的流场分布图，获取要求距出口4m处风速达55m/s时，风机的最大压增值，可为该吹风模拟系统气流分析验证和优化提供理论支持，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的方法流程框图。
图2为本发明实验室15℃环境下开放式风洞入口前4m处截面压力分布云图的灰度图。
图3为本发明实验室15℃环境下开放式风洞入口前4m处截面X方向风速分布云图的灰度图。
图4为本发明实验室15℃环境下开放式风洞入口前4m处截面Y方向和Z方向风速分布云图的灰度图。
图5为本发明实验室15℃环境下开放式风洞出口前4m处截面压力分布云图的灰度图。
图6为本发明实验室15℃环境下开放式风洞出口前4m处截面X方向风速分布云图的灰度图。
图7为本发明实验室15℃环境下开放式风洞出口前4m处截面Y方向和Z方向风速分布云图的灰度图。
图8为本发明实验室-25℃环境下开放式风洞入口前4m处截面压力分布云图的灰度图。
图9为本发明实验室-25℃环境下开放式风洞入口前4m处截面X方向风速分布云图的灰度图。
图10为本发明实验室-25℃环境下开放式风洞入口前4m处截面Y方向和Z方向风速分布云图的灰度图。
图11为本发明实验室-25℃环境下开放式风洞出口前4m处截面压力分布云图的灰度图。
图12为本发明实验室-25℃环境下开放式风洞出口前4m处截面X方向风速分布云图的灰度图。
图13为本发明实验室-25℃环境下开放式风洞出口前4m处截面Y方向和Z方向风速分布云图的灰度图。
具体实施方式
如图1至图13所示，本发明的一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，所述开放式吹风模拟系统包括开放式风洞以及位于开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场，该方法包括以下步骤：
步骤一、模拟密封实验室开放式吹风模拟系统并生成计算网格：利用CATIA软件建立密封实验室开放式吹风模拟系统的三维模型，并采用混合网格形式对密封实验室开放式吹风模拟系统进行网格划分，所述密封实验室长度方向和开放式风洞长度方向为x轴方向，所述密封实验室高度方向和开放式风洞高度方向为z轴方向，y轴方向垂直于x轴和z轴，对开放式风洞采用第一网格划分，对开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场采用第二网格划分，对实验室内其余空间流场采用第三网格划分，所有壁面为边界层，对边界层由开放式风洞向密封实验室扩散方向采用增长型网格划分；
第一网格为结构网格，第二网格划和第三网格划均为四面体网格，增长型网格为棱柱式网格；
步骤二、设置边界条件：把三维模型导入FLUENT软件中，并输入边界条件，所述边界条件包括气体温度、气体气压、气体密度和气体动粘性系数，所有壁面均为绝热无滑移壁面，松弛因子为常数；
步骤三、构建开放式吹风模拟系统的数值模型：在FLUENT软件中构建开放式吹风模拟系统的数值模型
Figure 71262DEST_PATH_IMAGE041
，其中，Ω为开放式吹风模拟系统控制体和△Ω为控制体的边界，∂为微分符号，t为时间，ρ为气体密度，u为风速的x轴分量，v为风速的y轴分量，w为风速的z轴分量，V为开放式吹风模拟系统所占体积，e为密封实验室内单位体积下的总内能，
Figure 893724DEST_PATH_IMAGE002
为控制体的边界网格体积向量，
Figure 160758DEST_PATH_IMAGE003
为网格面的外法线向量，p为气体压强，
Figure 890816DEST_PATH_IMAGE004
为
Figure 559695DEST_PATH_IMAGE003
在x轴上的分量，
Figure 553059DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 713913DEST_PATH_IMAGE003
在y轴上的分量，
Figure 716504DEST_PATH_IMAGE006
为
Figure 239889DEST_PATH_IMAGE003
在z轴上的分量，dS为控制体的边界上面积微元，
Figure 404154DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 176938DEST_PATH_IMAGE008
为开放式风洞入口来流密度，
Figure 717641DEST_PATH_IMAGE009
为开放式风洞入口来流速度，
Figure 95533DEST_PATH_IMAGE010
为开放式风洞入口来流长度，
Figure 99873DEST_PATH_IMAGE011
为开放式风洞入口来流粘性系数，
Figure 563216DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 907609DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 671166DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 442813DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 393451DEST_PATH_IMAGE042
，
Figure 682481DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 34965DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 977513DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 946606DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 632803DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 839793DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 359767DEST_PATH_IMAGE023
，μ为总粘性系数且
Figure 284998DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 509306DEST_PATH_IMAGE025
为层流粘性系数，
Figure 367541DEST_PATH_IMAGE026
为湍流粘性系数，
Figure 386312DEST_PATH_IMAGE027
为风速的x轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 798839DEST_PATH_IMAGE028
为风速的x轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 233362DEST_PATH_IMAGE029
为风速的x轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 414945DEST_PATH_IMAGE030
为风速的y轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 870197DEST_PATH_IMAGE031
为风速的y轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 35599DEST_PATH_IMAGE032
为风速的y轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 601710DEST_PATH_IMAGE033
为风速的z轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 903378DEST_PATH_IMAGE034
为风速的z轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 936056DEST_PATH_IMAGE035
为风速的z轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 57596DEST_PATH_IMAGE036
为层流，
Figure 427397DEST_PATH_IMAGE037
为湍流Prandtl数，γ为气体的比热，T为气体温度，
Figure 114731DEST_PATH_IMAGE038
为气体温度在x轴方向的热传导，
Figure 911785DEST_PATH_IMAGE039
为气体温度在y轴方向的热传导，
Figure 520621DEST_PATH_IMAGE040
为气体温度在z轴方向的热传导；
步骤四、15℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示：利用FLUENT软件进行多次数值计算，每次FLUENT软件中输入气体温度15℃、距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值、风机转速、风机压增的方向和风机压增值进行数值计算，每次数值计算中输入的风机压增值不同，获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的风速55m/s时，开放式风洞距入风口及出风口4m处的压力场及风速云图，并确定当前条件下的风机压增F1；
步骤五、-25℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示：利用FLUENT软件进行多次数值计算，每次FLUENT软件中输入气体温度-25℃、距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值、风机转速、风机压增的方向和风机压增值进行数值计算，每次数值计算中输入的风机压增值不同，获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的风速55m/s时，开放式风洞距入风口及出风口4m处的压力场及风速云图，并确定当前条件下的风机压增F2；
实际操作中，生成云图数据可显示风洞入口和出口周围空气压力值，设置气体气压差值阈值为±50Pa,用于验证该风洞对密闭实验室的压力场的影响,为风洞在密闭空间可靠运行提供理论支撑。
步骤六、获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的要求风速下风机压增：
根据公式F=max（F1，F2），获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的要求风速下风机压增F，其中，max（·）为最大值函数。
本实施例中，步骤一中，对开放式风洞采用尺寸为40mm的第一网格划分，对开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场采用尺寸为50mm的第二网格划分，对实验室内其余空间流场采用尺寸为500mm的第三网格划分，所有壁面为边界层，对边界层由开放式风洞向密封实验室扩散方向采用增长型网格划分，增长型网格最内层网格高度为0.01mm，边界层的增长型网格高度增长率为1.25。
本实施例中，所述气体气压为101325Pa。
本实施例中，所述距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值为±4%。
本发明使用时，通过对密封实验室开放式吹风模拟系统进行三维模型并网格划分便于后期数值分析计算，设置边界条件并构建开放式吹风模拟系统的数值模型，对15℃和-25℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示，给出两种温度场状态下风流入口、出口以及距出口4m处的流场分布图，获取要求距出口4m处风速达55m/s时，风机的最大压增值，可为该吹风模拟系统气流分析验证和优化提供理论支持，同时给出了风洞入口和出口周围空气压力值与气体气压的差值,用于验证该吹风模拟系统高速运行对密闭实验室的压力场的影响,为吹风模拟系统在密闭空间可靠运行提供理论支撑。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，所述开放式吹风模拟系统包括开放式风洞以及位于开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、模拟密封实验室开放式吹风模拟系统并生成计算网格：利用CATIA软件建立密封实验室开放式吹风模拟系统的三维模型，并采用混合网格形式对密封实验室开放式吹风模拟系统进行网格划分，所述密封实验室长度方向和开放式风洞长度方向为x轴方向，所述密封实验室高度方向和开放式风洞高度方向为z轴方向，y轴方向垂直于x轴和z轴，对开放式风洞采用第一网格划分，对开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场采用第二网格划分，对实验室内其余空间流场采用第三网格划分，所有壁面为边界层，对边界层由开放式风洞向密封实验室扩散方向采用增长型网格划分；
第一网格为结构网格，第二网格划和第三网格划均为四面体网格，增长型网格为棱柱式网格；
步骤二、设置边界条件：把三维模型导入FLUENT软件中，并输入边界条件，所述边界条件包括气体温度、气体气压、气体密度和气体动粘性系数，所有壁面均为绝热无滑移壁面，松弛因子为常数；
步骤三、构建开放式吹风模拟系统的数值模型：在FLUENT软件中构建开放式吹风模拟系统的数值模型
Figure 187453DEST_PATH_IMAGE001
，其中，Ω为开放式吹风模拟系统控制体和△Ω为控制体的边界，∂为微分符号，t为时间，ρ为气体密度，u为风速的x轴分量，v为风速的y轴分量，w为风速的z轴分量，V为开放式吹风模拟系统所占体积，e为密封实验室内单位体积下的总内能，
Figure 360946DEST_PATH_IMAGE002
为控制体的边界网格体积向量，
Figure 371627DEST_PATH_IMAGE003
为网格面的外法线向量，p为气体压强，
Figure 746108DEST_PATH_IMAGE004
为
Figure 842240DEST_PATH_IMAGE003
在x轴上的分量，
Figure 288265DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 950190DEST_PATH_IMAGE003
在y轴上的分量，
Figure 89047DEST_PATH_IMAGE006
为
Figure 672475DEST_PATH_IMAGE003
在z轴上的分量，dS为控制体的边界上面积微元，
Figure 328716DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 313989DEST_PATH_IMAGE008
为开放式风洞入口来流密度，
Figure 623748DEST_PATH_IMAGE009
为开放式风洞入口来流速度，
Figure 225631DEST_PATH_IMAGE010
为开放式风洞入口来流长度，
Figure 279037DEST_PATH_IMAGE011
为开放式风洞入口来流粘性系数，
Figure 118817DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 6002DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 298443DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 155540DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 380985DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 32547DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 77863DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 879597DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 428390DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 516432DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 314623DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 247944DEST_PATH_IMAGE023
，μ为总粘性系数且
Figure 916823DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 579361DEST_PATH_IMAGE025
为层流粘性系数，
Figure 68111DEST_PATH_IMAGE026
为湍流粘性系数，
Figure 70702DEST_PATH_IMAGE027
为风速的x轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 125246DEST_PATH_IMAGE028
为风速的x轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 289511DEST_PATH_IMAGE029
为风速的x轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 531137DEST_PATH_IMAGE030
为风速的y轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 71839DEST_PATH_IMAGE031
为风速的y轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 856256DEST_PATH_IMAGE032
为风速的y轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 457001DEST_PATH_IMAGE033
为风速的z轴分量在x轴方向的偏导，
Figure 920344DEST_PATH_IMAGE034
为风速的z轴分量在y轴方向的偏导，
Figure 795896DEST_PATH_IMAGE035
为风速的z轴分量在z轴方向的偏导，
Figure 293873DEST_PATH_IMAGE036
为层流，
Figure 799941DEST_PATH_IMAGE037
为湍流Prandtl数，γ为气体的比热，T为气体温度，
Figure 422683DEST_PATH_IMAGE038
为气体温度在x轴方向的热传导，
Figure 305189DEST_PATH_IMAGE039
为气体温度在y轴方向的热传导，
Figure 657673DEST_PATH_IMAGE040
为气体温度在z轴方向的热传导；
步骤四、15℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示：利用FLUENT软件进行多次数值计算，每次FLUENT软件中输入气体温度15℃、距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值、风机转速、风机压增的方向和风机压增值进行数值计算，每次数值计算中输入的风机压增值不同，获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的风速55m/s时，开放式风洞距入风口及出风口4m处的压力场及风速云图，并确定当前条件下的风机压增F1；
步骤五、-25℃条件下密封实验室开放式吹风模拟系统气流计算结果及风速云图显示：利用FLUENT软件进行多次数值计算，每次FLUENT软件中输入气体温度-25℃、距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值、风机转速、风机压增的方向和风机压增值进行数值计算，每次数值计算中输入的风机压增值不同，获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的风速55m/s时，开放式风洞距入风口及出风口4m处的压力场及风速云图，并确定当前条件下的风机压增F2；
步骤六、获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的要求风速下风机压增：根据公式F=max（F1，F2），获取开放式风洞出口前4m处的空间流场的要求风速下风机压增F，其中，max（·）为最大值函数。
2.按照权利要求1所述的一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，其特征在于：步骤一中，对开放式风洞采用尺寸为40mm的第一网格划分，对开放式风洞入口前4m处和出口前4m处的空间流场采用尺寸为50mm的第二网格划分，对实验室内其余空间流场采用尺寸为500mm的第三网格划分，所有壁面为边界层，对边界层由开放式风洞向密封实验室扩散方向采用增长型网格划分，增长型网格最内层网格高度为0.01mm，边界层的增长型网格高度增长率为1.25。
3.按照权利要求1所述的一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，其特征在于：所述气体气压为101325Pa。
4.按照权利要求1所述的一种密封实验室开放式吹风模拟系统气流设计方法，其特征在于：所述距风洞出风口4米处试验区风速均匀性阈值为±4%。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114048697A (zh) * 2021-12-31 2022-02-15 中国飞机强度研究所 一种飞机试验气流组织设计方法
WO2024001803A1 (zh) * 2022-06-27 2024-01-04 青岛海尔空调器有限总公司 空调器的控制方法及其装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5218863A (en) * 1991-10-28 1993-06-15 Mangalam Siva M Instrumentation system for determining flow stagnation points
CN106875488A (zh) * 2017-01-12 2017-06-20 西安电子科技大学 一种反射面天线面板风压系数数值模拟方法
CN108121839A (zh) * 2016-11-28 2018-06-05 中车大同电力机车有限公司 基于fluent软件的电力机车司机室舒适度分析方法
WO2018119104A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 Northwestern University Systems and methods for computational simulation of self-propelling vehicles for aerodynamic design
CN108536922A (zh) * 2018-03-20 2018-09-14 北京航空航天大学 飞机及发动机的内外流场一体化数值模拟方法
US10545069B1 (en) * 2015-04-07 2020-01-28 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Cascade wind tunnel turbulence grid
CN111881630A (zh) * 2020-06-22 2020-11-03 中国辐射防护研究院 一种核设施近场环境模拟数值风洞的建立系统及方法
CN113505544A (zh) * 2021-06-18 2021-10-15 清华大学 基于有限体积法自行车运动虚拟数值风洞系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5218863A (en) * 1991-10-28 1993-06-15 Mangalam Siva M Instrumentation system for determining flow stagnation points
US10545069B1 (en) * 2015-04-07 2020-01-28 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Cascade wind tunnel turbulence grid
CN108121839A (zh) * 2016-11-28 2018-06-05 中车大同电力机车有限公司 基于fluent软件的电力机车司机室舒适度分析方法
WO2018119104A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 Northwestern University Systems and methods for computational simulation of self-propelling vehicles for aerodynamic design
CN106875488A (zh) * 2017-01-12 2017-06-20 西安电子科技大学 一种反射面天线面板风压系数数值模拟方法
CN108536922A (zh) * 2018-03-20 2018-09-14 北京航空航天大学 飞机及发动机的内外流场一体化数值模拟方法
CN111881630A (zh) * 2020-06-22 2020-11-03 中国辐射防护研究院 一种核设施近场环境模拟数值风洞的建立系统及方法
CN113505544A (zh) * 2021-06-18 2021-10-15 清华大学 基于有限体积法自行车运动虚拟数值风洞系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZI KAN 等: "Delaying stall of morphing wing by periodic trailing-edge deflection", 《CHINESE JOURNAL OF AERONAUTICS》 *
张亚娟等: "一种用于飞机气候试验的可移动开放式风洞系统的设计试验", 《机械研究与应用》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114048697A (zh) * 2021-12-31 2022-02-15 中国飞机强度研究所 一种飞机试验气流组织设计方法
CN114048697B (zh) * 2021-12-31 2022-04-15 中国飞机强度研究所 一种飞机试验气流组织设计方法
WO2024001803A1 (zh) * 2022-06-27 2024-01-04 青岛海尔空调器有限总公司 空调器的控制方法及其装置

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