防毒面具面罩內(nèi)部氣流場(chǎng)分布模擬仿真研究.pdf

1、防毒面具是保護(hù)人體呼吸器官、眼睛和面部的重要個(gè)體防護(hù)裝備。防毒面具罩體內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在吸氣作用下，罩體在局部部位會(huì)發(fā)生變形，影響防毒面具罩體內(nèi)的氣流通道的分布，并降低罩體鏡片的保明效果。本文旨在采用計(jì)算機(jī)流體分析，模擬仿真罩體內(nèi)流體的分布和流動(dòng)軌跡，同時(shí)在該分析基礎(chǔ)上對(duì)罩體結(jié)構(gòu)進(jìn)行單向流固耦合分析和流體的對(duì)流換熱分析，并對(duì)現(xiàn)有卓體結(jié)構(gòu)提出改善方案。
　　本文釆用計(jì)算機(jī)流體力學(xué)分析防毒面具罩體內(nèi)氣流分布情況。首先確定防毒面具罩體

2、內(nèi)流體的基本特征、模擬控制務(wù)程及其離散化和三維湍流模型的選擇。然后使用UG三維繪圖軟件，通過合理簡(jiǎn)化建立罩體結(jié)構(gòu)三維模型和流體域模型，并通過專業(yè)的網(wǎng)格劃分軟件ICEMCFD進(jìn)行網(wǎng)格劃分。最后在ANSYS Workbench平臺(tái)上，通過計(jì)算機(jī)流體分析軟件CFX，對(duì)罩體內(nèi)流體流動(dòng)軌跡和分析進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬。經(jīng)過分析，得到在一個(gè)吸氣周期情況下每個(gè)時(shí)刻的流體流動(dòng)分布圖，并對(duì)該情況下流體的分布進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明該模擬方法的可行性和可靠性。針對(duì)

3、罩體結(jié)構(gòu)，在ANSYS Workbench平臺(tái)上，通過計(jì)算機(jī)流體分析軟件CFX和靜力分析模塊Static Structural進(jìn)行單向流固耦合分析。對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)的防毒面具罩體結(jié)構(gòu)的變形程度和變形部位大小進(jìn)行數(shù)值模擬。在此基礎(chǔ)上比較了不同罩體結(jié)構(gòu)（加導(dǎo)流翼、加凹槽、加筋）下的罩體變形對(duì)流體通道的影響。綜合這些影響因素得到對(duì)罩體結(jié)構(gòu)進(jìn)行增加導(dǎo)流翼和凹槽并在罩體底部加筋的改善模型，該模型降低了罩體結(jié)構(gòu)變形，有效的改善的流體向上流動(dòng)的通道。針對(duì)改