[发明专利]高架冷库气流组织CFD优化方法

说明书

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。

技术领域

本发明涉及大型空间环境模拟技术领域，尤其涉及一种利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)方法对高架冷库的高大空间的气流组织进行数值模拟的优化方法。

背景技术

高架冷库是指货架高度大于7m且采用自动化机械化控制的货架仓库。由于高架冷库的货架高度高，可以实现在单位面积上的最大贮藏量。高架冷库的围护结构采用注塑式整体发泡技术，同时采用双面不锈钢现场焊接，形成全封闭外壳，与传统装配式冷库相比，减少了围护结构的传热量，更好地维持库内环境的稳定性。

冷库内的气流组织可以通过送风模式来改善和优化。纤维织物风管是一种由特殊聚酯纤维制成的具有优良柔韧性的管道，是集空气传输和分配于一体的末端装置，其送风速度低，以渗透喷射的形式对目标区域进行送风，可以很好地满足冷库贮藏货物的热环境。

高架冷库属于新型冷库建筑形式，与传统冷库及货物容量、运营方式、货物堆放等有较大不同，因此，高架冷库的设计不能简单套用中小型冷库，而且气流组织设计，直接关系到货物的质量和制冷效果，同时，我国高架冷库的气流组织设计尚处于摸索阶段，高架冷库的气流组织设计缺少合理的模拟方式。

发明内容

发明目的

本发明提出一种高架冷库气流组织CFD优化方法，其目的在于解决高架冷库的气流组织设计和仿真缺少合理的模拟方式的问题。

技术方案

一种高架冷库的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ANSYS ICEM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；