[发明专利]一种半透明大型客机座舱环境仿真实验平台

说明书

技术领域

本发明涉及客机座舱环境实验研究,具体涉及客机座舱气流组织特性、污染物传播和乘客热舒适等相关实验研究。

背景技术

随着科技和民航事业的发展，客机作为提供高速快捷的公共运输服务的交通工具，逐渐成为大众化的出行方式。目前全世界每年有超过20亿人选择乘坐飞机出行，并且这个数字还将不断增加。随着空乘旅客数量的不断增加，由乘坐飞机所带来的问题也将不断攀升。国际航班大大增加了传染性疾病在国际间迅速传播的机会，世界卫生组织（WHO）指出2003年SARS传播至世界5大洲的26个国家和2009年甲型流感传播至世界6大洲的214个国家的主要原因是客机充当了传播的载体，这也引起了人们对大型客机座舱环境中传染性疾病传播的高度重视。另据报道，在国际航班中约有50%的人会出现不适症状，并且有5%的人需要特殊的医疗救助(Leder et al.Internal Medicine Journal,2005,35(1):50-55.)。因此，如何营造一个安全、健康和舒适的客舱环境以保障乘客和机组人员的生命安全、身体健康和舒适就显得尤为重要。而研究客机座舱空气环境尤其是座舱内的气流组织和污染物的传播规律是解决这一问题的科学基础，这也是我国研发制造国产大型客机，实现座舱环境控制研究领域跨越式发展需要解决的关键科学问题。

目前国际上研究客舱环境最可信的方法是利用模拟舱进行实验研究。一些国外学者曾经搭建过包括Boeing767（Zhang,et al.2009.Experimental and numerical investigation of air flow and contaminant transport in an airliner cabin mockup.Building and Environment,44(1):85-94）、Airbus380（Bosbach,et al.2006.Experimental and numerical simulations of turbulent ventilation in aircraft cabins.Energy,31(5):694-705）以及简化座舱(Poussou,et al.2010.Flow and contaminant transport in an airliner cabin induced by a moving body:model experiments and CFD predictions.Atmosphere Environment,44:2830-2839)的环境模拟舱。但这些模拟舱在应用上都存在一定缺陷：（1）大多数模拟舱外壁是不透明的，只能应用嵌入式的流场测量工具（超声波风速仪等），其本身对舱内的流场有影响。（2）部分透明模拟舱的可以应用非嵌入式的粒子成像测速技术（PIV)，但其测量区域一般受到明显限制，并且基本是没有暖体假人和座椅的空舱工况。（3）现有的模拟舱只是针对某一机型进行设计，无法进行不同机型客舱内气流组织形式的对比研究。(4)现有客舱仿真实验平台并没有考虑模拟舱外部环境的精确控制，边界条件的稳定性和可调控性较低。因此，需要进一步开发设计适应性和可控性更强的客舱环境仿真实验平台。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种半透明大型客机座舱环境仿真实验平台。该实验平台可以满足座舱热边界及初始条件仿真适应性，可控性，准确性及精细测量的需要。可以进行非嵌入式的粒子成像速度测量（PIV）、污染物浓度采样测量以及温度场测量，为计算流体力学（CFD）数值计算提供可靠的边界条件和高质量的对比验证实验数据。