申请/专利权人：沈阳工业大学

申请日：2022-01-29

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN114528779B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F30/23;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2022.06.10#实质审查的生效;2022.05.24#公开

摘要：本发明涉及大型空间环境模拟技术领域，具体涉及一种高架冷库气流组织CFD优化方法，建立纤维空气分布系统高架冷库的三维传热数值模型和货物区的多孔介质模型，计算高架冷库内的温度场、速度场，通过非稳态和稳态相结合的仿真计算方法，获得了采用纤维空气分布系统时高架冷库的最佳送风温度、纤维织物风管的最佳喷射渗透比，提升设计效率、减少货物的干耗，解决高架冷库气流组织设计和仿真问题。

主权项：1.一种高架冷库气流组织CFD优化方法，其特征在于，按以下步骤执行：S1：获取高架冷库结构数据，包括高架冷库的实际规模尺寸、货架及货物的实际摆放方式，根据数据计算高架冷库内的冷负荷，初步确定冷风机的型号，确定纤维织物风管的长度、布置高度、布置形式；S2：运用ANSYSICEM软件对高架冷库整体进行三维建模和网格划分，在设置边界条件后，仿真计算气流组织在高架冷库内的情况，获取温度场、速度场，并用经验公式进行模型的验证，提高仿真模拟的准确性；S3：改变初步设定的送风温度，运用非稳态数值模拟的方法，根据仿真结果对非稳态下速度场、温度场进行对比分析，获取送风温度与库内温度场、速度场之间的变化关系，确定最佳的送风温度；S4：改变初步设定的纤维织物风管的喷射渗透比，运用稳态数值模拟的方法，根据仿真结果对库内温度场、速度场进行对分析，获取纤维织物风管的喷射比与库内温度场、速度场之间的变化关系，对比分析库内温度场、速度场的均匀性以及气流组织的评价指标，确定最佳的纤维织物风管的喷射渗透比；所述的步骤S2中：建立高架冷库-货物-纤维织物风管之间的三维模型，根据边界条件的设定组建part，采用非结构化网格进行模型的网格划分，检查网格质量；导入到Fluent里进行数值计算；湍流模型使用标准k-ε模型，材料设置中，货物设为多孔介质模型，根据货物区密度和实际货物的密度来确定孔隙率，通过不同的孔隙率来模拟库内货物的堆垛量；边界条件：将纤维织物风管的入口作为速度入口，根据所研究的实际冷库在设计工况下的参数，取纤维织物风管的渗透风量、小孔喷射风量以及末端射流喷孔的风量之比为1：7：2，在管道侧面三点、六点、九点钟方向开设孔径20mm的喷孔，每根风管上有6排开孔，每两排在一个方向，每排开孔个数为2480个，计算纤维风管小孔喷射的送风速度时将小孔简化为等面积的条缝，小孔的喷射速度等效为条缝风口的速度；纤维织物风管的渗透风速为25mms，条缝风速为0.64ms，尾部射流喷口风速为1.67ms；送风温度为253K；出口选择outflow，运行Fluent软件计算并获得收敛结果后，分析此条件下库内温度场、速度场的情况；利用射流轴心速度和轴心温度无因次衰减规律得出的经验公式，对比计算结果和数值模拟结果进行了模型的正确性验证，其中，速度衰减公式为公式1，温度衰减公式为公式2： 式中，vm为射流轴心速度，v0为送风温度，F0为风口面积，ΔT0为送风温差，Te为室内空气温度，x为射流中心线上任意点离风口的水平距离，ΔTm为射流轴心温度，ΔTc为送风管温度。

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