[发明专利]滤毒罐气流模拟仿真试验方法

摘要

本发明公开了一种滤毒罐气流模拟仿真试验方法，包括如下步骤：（1）、滤毒罐几何模型的建立；（2）、流体空间网格划分；（3）、滤毒罐流体仿真计算；（4）、流体仿真结果分析及模型修正；（5）、通过得到的滤毒罐流体模型，对某型滤毒罐进行模拟仿真，得到滤毒罐气流分布图，经分析，找到气体流经滤毒罐时的分布情况，气体流经较少的区域降低炭层厚度，而气体较集中的区域增加炭层厚度。本发明设计合理，通过计算机模拟仿真技术方法可得到实际实验无法得到的可视化分析结果，将大量实验得到的物理参数代入计算机的模拟仿真，通过计算机模拟技术得到可视化的流体分布图，为滤毒罐的结构设计提供理论依据。

主权项

1.一种滤毒罐气流模拟仿真试验方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、滤毒罐几何模型的建立首先，采用三维设计软件构建所研究的滤毒罐模型，滤毒罐模型与实体滤毒罐结构一致；再将滤毒罐模型内部的流体空间剖出，并根据实体滤毒罐的内部填充物，将滤纸层、活性炭层与滤毒罐流体空间的其余部分分割开，以便于在湍流模型的基础上建立所需的多孔介质模型；最后构建滤毒罐几何模型；（2）、流体空间网格划分对滤毒罐内部的气流进行分析，需要对计算区域在空间上进行网格划分；采用八叉树方法生成四面体网格；（3）、滤毒罐流体仿真计算首先，根据气体流经滤毒罐的实际状态，在滤毒罐入口和出口处，建立湍流模型；而流体力学上滤纸和活性炭被定义为多孔介质，采用多孔介质模型进行分析，故模型选择k‑ε湍流模型和达西模型；然后将流体空间性质一致的各子计算域生成合体区域，便于分析和计算，并分别建立流体域和多孔介质域，在计算域的建立过程中，设定相关参数；其中流速与实验的具体情况相关，并通过多孔介质的P‑V曲线的二次方程式确定阻力系数；设定边界条件，分别设定交界处的边界类型、气流入口、气流出口、气体压力、质量、动量，并完成仿真计算初始值的设定；（4）、流体仿真结果分析及模型修正根据流体空间仿真计算结果，创建全局压力分布云图、流速矢量图、气体流线图，经分析得出滤毒罐内部的气体分布情况；制作透明滤毒罐，并用颗粒度相近的变色硅胶代替活性炭，通入湿润气体，观察硅胶的变色情况，进而得到气体流经滤毒罐时的分布情况；仿真结果与实际试验进行对比分析，修正多孔介质模型的参数、边界条件，反复修正和仿真，最终得到滤毒罐流体模型，使两者最大程度的接近；（5）、通过得到的滤毒罐流体模型，对滤毒罐进行模拟仿真，得到滤毒罐气流分布图，经分析，找到气体流经滤毒罐时的分布情况，气体流经较少的区域降低炭层厚度，而气体较集中的区域增加炭层厚度。