[发明专利]一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法

权利要求书

1.一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取文物展柜的实体参数，在CFD软件中绘制该文物展柜的三维模型；

S2、向S1中的文物展柜中充入高浓度二氧化碳气体，选取柜内二氧化碳与柜内空气混合均匀，且柜内二氧化碳浓度下降基本稳定的时刻作为实验的起始时刻，此时柜内二氧化碳浓度为初始浓度，并记录从起始时刻起柜外温湿度的实验检测结果与柜内二氧化碳浓度随时间变化的实验检测结果；

S3、将S2中得到的柜外温湿度的实验检测结果使用编程软件进行编译后，导入S1中的展柜三维模型中作为温湿度边界条件进行计算；将S2中得到的柜内二氧化碳初始浓度值导入S1中的展柜三维模型中作为初始条件进行计算，得到柜内二氧化碳浓度随时间变化的数值检测结果；

S4、利用S2得到的柜内二氧化碳浓度随时间变化的实验检测结果与S3得到的二氧化碳随时间变化的数值检测结果进行对比，并据此对模型进行标定，输出经二氧化碳标定后的展柜三维CFD模型；

S5、选取与空气分子质量接近的示踪气体，在S4输出的经二氧化碳标定后的展柜三维CFD模型中，设定柜内该种示踪气体的初始浓度，在模型其他条件保持不变的情况下进行计算，并输出柜内该种示踪气体浓度随时间变化的数值检测结果；

S6、对S5中输出的柜内与空气分子质量接近的示踪气体浓度随时间变化的数值检测结果作图，通过函数回归得到展柜换气率。

2.根据权利要求1所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S1中，文物展柜的实体参数包括展柜材质、尺寸及展柜与外界连通的缝隙宽度。

3.根据权利要求1所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S2中，通过设在展柜内部的二氧化碳浓度无线检测记录仪获得柜内二氧化碳浓度实验检测数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S2中，通过设在展柜外部及展柜底座外靠近展柜缝隙处布设的温湿度无线传感器获取柜外温湿度数据；

5.根据权利要求1所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S2中，当展柜内二氧化碳浓度下降每小时不超过1000ppm时，则判定为柜内二氧化碳浓度下降至基本稳定的状态。

6.根据权利要求5所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S2中，柜内二氧化碳的初始浓度需高于2000ppm，否则需向柜内重新充入高浓度二氧化碳气体。

7.根据权利要求1所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S4中，进行标定时，文物展柜的缝隙宽度为模型的可调参数，以数值检测结果和实验检测结果的误差平方和为目标函数，求取目标函数达到区间极小值时的缝隙宽度值，作为标定后的模型参数。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S5中，所述示踪气体为一氧化碳。

9.根据权利要求1至7任一项所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S5中，所述示踪气体为一氧化氮。

10.根据权利要求1至7任一项所述的一种基于CFD的文物展柜换气率检测方法，其特征在于：

在步骤S5中，所述示踪气体为乙烯。