基于CFD的登机桥环境控制与空调优化研究

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过渡空间的热舒适问题一直都是室内热环境研究重点之一。过渡空间在研究人体热舒适方面有自身独特性:(1)服务对象基数大;(2)服务对象的热舒适性受过渡空间结构特点与服务时间的影响比较大;(3)改善过渡空间的热舒适问题有助于提高整体空间或相关服务行业的服务水平。登机桥就是一个过渡空间。目前,国内外的一些学者开始对登机桥的结构与组织管理进行研究,但多把研究的重点放在其力学性能的提高与优化上,对登机桥内部气流组织和热舒适性的研究还未涉及。调查研究表明,登机桥内空调送风容易出现送风不均匀,制冷效果不明显以及有不良吹风感等现象。为了改善其内部热环境,本文主要做了以下研究:  1.对过渡空间和登机桥热舒适性应用进行文献综述。  2.对A380铝合金型登机桥桥体进行合理简化之后,用CAD软件建立了过渡空间的物理模型,利用计算流体动力学软件CFD,选用标准 k-ε湍流模型,对条缝送风和孔板送风两种送风方式下夏季桥厢内部的空气速度场和温度场的分布进行数值模拟。研究了两种不同送风方式、送风参数、回风口布置和乘客对桥厢内空气速度场和温度场分布的影响与作用。  3.在已知登机桥桥厢内部空气速度场和温度场分布的基础上,结合热舒适性评价指标(PMV-PPD)分析研究乘客在不同送风参数以及不同送风方式下的热舒适性。  4.从改善过渡空间热环境角度出发,着重对空调系统的送风口进行优化改造。设计一种适合狭长空间的新型气流组织方式,并选出最优的送风速度和送风温度。  研究结果表明,不同的送风方式、送风参数、回风口的布置与设计和乘客的存在都会对桥厢内部的热环境产生影响。其中,当送风的速度大于2m/s时,登机桥桥厢内局部温升问题严重,桥厢中部热量滞留区域增多,温度流场梯度变化随之增大;而降低送风温度(低于18℃)时不但不可以改变桥厢内局部温升问题,还会引起周围空气温度分层明显,降低了人体的热舒适性,引起不良吹风感。经过多次数值模拟实验与总结,最终表明结合条缝送风口与孔板送风口的优点而设计出来的新型送风口更适宜狭长空间对流换热需要。
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