一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法技术

技术编号:42870329 阅读:22 留言:0更新日期:2024-09-27 17:31
本发明专利技术公开了一种基于流动拓扑优化的送风口整流设计方法,属于工业建筑通风领域,包括以下步骤:明确预期送风分布,根据实际工程确定送风口来流参数与结构尺寸参数;建立二维送风口整流拓扑优化模型;以出口速度大小的标准偏差和流体流动最小耗功为目标,以流体体积分数和标准偏差的范围为约束条件;使用优化算法对拓扑优化模型进行迭代求解,获得不同初条件下的整流送风优化模型;建立优化后的三维子模型,通过计算出风速度分布和压力分布验证送风分布是否满足设计要求;最终选取出最优设计。本发明专利技术以最小能耗实现出口的均匀送风分布或特定的送风分布,对于高效的将送风气流输运至目标区域,营造健康良好的室内环境具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业通风,具体涉及一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法


技术介绍

1、工人职业健康与工业建筑室内空气品质密切相关,特别是在高污染高散发类工业建筑中。送风系统是营造健康室内环境最常用且有效的方法。其中,通风系统送风边界条件是否能够有效营造室内空气环境质量的核心。工程上,通常假定送风边界是等速同向、低湍流度的理想均匀或设定好的送风分布,这些送风边界可有效减少沿程环境空气与送风气流之间的掺混,弱化传质,减小轴线速度的衰减,实现送风气流的远距离输运。然而,实际应用中送风边界上游存在的局部扰动源,如弯管、扩大或收缩等连接件,会引起畸变来流,导致实际送风边界偏离理想均匀假设,送风射流性能下降,使得通风性能偏离设计预期,严重的甚至失效。

2、为有效调整畸变的来流,使其接近预期的送风,从而实现送风的高效输送,在送风口中安装孔板、蜂窝等整流装置是常见措施。但这些整流构件存在阻力大、所需安装空间大的弊端。与此同时,当畸变来流复杂,且送风口安装空间较短时,常通过调整传统整流装置的参数来寻优,以期实现特定的送风分布,但这种方法需要耗费大量的时间成本,且本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,S3中所述送风口整流拓扑优化模型,指定优化区域Ω与非优化区域,优化区域Ω初始指定为固体域,即优化区域Ω内没有液体流动。

3.根据权利要求1所述的一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,S4中以出口速度大小标准偏差和流体流动功耗最小为目标函数,如下式所示:

4.根据权利要求3所述的一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,以出口速度大小的标准偏差和流体流动最小耗功为目标,以流体体积分数和标准偏差...

【技术特征摘要】

1.一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,s3中所述送风口整流拓扑优化模型,指定优化区域ω与非优化区域,优化区域ω初始指定为固体域,即优化区域ω内没有液体流动。

3.根据权利要求1所述的一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,s4中以出口速度大小标准偏差和流体流动功耗最小为目标函数,如下式所示:

4.根据权利要求3所述的一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,以出口速度大小的标准偏差和流体流动最小耗功为目标,以流体体积分数和标准偏差的范围为约束条件,建立拓扑优化数学模型:findθ

5.根据权利要求1所述的一种基于流动拓扑的送风口整流设计方法,其特征在于,s5中,所述优化算法为移动渐进算法mma,使用优化算法对优化区域ω进行迭代求解,获得送风整流优化模型...

【专利技术属性】
技术研发人员:权梦凡周宇王怡曹智翔
申请(专利权)人:西安建筑科技大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1