[發明專利]一種空調室內機出風口防凝露的設計方法

在審

• 申請號: 201410090591.6
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103851767A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 葉舟;葉峻;童正明;朱偉濤;葉立;孫姝
• 申請（專利權）人: 上海夏普電器有限公司;上海理工大學
• 主分類號: F24F13/22
• 分類號: F24F13/22
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓

1.一種空調室內機出風口防凝露的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步驟，建立空調室內機三維實體模型；

第二步驟，在空調室內機三維實體模型的基礎上，進行計算域劃分及網格拓撲構建，建立空調室內機三維流場計算模型；

第三步驟，在空調室內機三維流場計算模型的基礎上，完成空調室內機出風口及其附近流場全三維CFD數值仿真；

第四步驟，對比出風口及其附近流場的流線，而且通過流線對比來判斷流動紊亂且出現回流與分離現象的區域；對比出風口及其附近流場的速度，而且通過速度對比，判斷低流速發生區域；對比處分口及其附近流場的渦量，而且通過渦量對比，判斷高渦量發生區域；

第五步驟，針對流體流動紊亂且出現回流與分離現象的區域、流體低流速發生區域以及流體高渦量發生區域，調整空調室內機出風口結構，從而調整空調室內機出風口結構的流動狀況；

第六步驟，對調整后的空調室內機出風口結構進行CFD數值仿真，觀察仿真結果是否滿足預定條件；如果仿真結果不滿足預定條件，返回至第五步驟，重新改進空調室內機出風口結構；如果仿真結果滿足預定條件，導出設計結果。

2.根據權利要求1所述的空調室內機出風口的設計方法，其特征在于，在第二步驟中所述進行計算域劃分及網格拓撲構建的方法中，對于空調內機、內機下方2m、內機前方2m以及內機左右兩端面外側0.1m所限定的特定區域，網格劃分采取非結構化網格與結構化網格相結合的方法。

3.根據權利要求1或2所述的空調室內機出風口的設計方法，其特征在于，在第二步驟中所述進行計算域劃分及網格拓撲構建的方法中，對于貫流風機區域及換熱器銅管區域采用非結構網格；除了特定區域、貫流風機區域和換熱器銅管區域之外的其余區域處則采用結構化網格。

4.根據權利要求1或2所述的空調室內機出風口的設計方法，其特征在于，第三步驟中，對于空調室內機出風口及其附近流場全三維CFD數值仿真，其中坐標系建立方法為：以空調室內機貫流風機中間面圓心為原點，X軸為貫流風機旋轉中心軸線，Y軸經過原點垂直指向進氣柵格方向，Z軸經過原點垂直指向空調面板方向，建立計算域幾何模型。

5.根據權利要求1所述的空調室內機出風口的設計方法，其特征在于，第三步驟中，對于空調室內機出風口及其附近流場全三維CFD數值仿真，基于如下物理量及物理量運算實現:

對于流體的質量的計算方式為：

單位時間內微元體中流體質量的增加，等于同一時間間隔內流入該微元體的凈質量，即：

∂ρ∂t+∂(ρu)∂x+∂(ρv)∂y+∂(ρw)∂z=0;]]>

式中，ρ表示密度；u、v、w分別表示x、y、z三個方向上的速度分量；t表示時間；

對于流體的動量的計算方式為：微元體中的流體動量對時間的變化率等于外作用在該微元體上的表面力與體積力之和，即：

∂(ρu)∂t+∂u2∂x+∂uv∂y+∂uw∂z=-∂p∂x+∂τxx∂x+∂τyx∂y+∂τzx∂z+ρfx]]>

∂(ρv)∂t+∂uv∂x+∂u2∂y+∂uw∂z=-∂p∂y+∂τxy∂x+∂τyy∂y+∂τzy∂z+ρfy]]>

∂(ρw)∂t+∂uw∂x+∂vw∂y+∂w2∂z=-∂p∂y+∂τxz∂x+∂τyz∂y+∂τzz∂z+ρfz;]]>

式中，物理量計算涉及三個方向、以x方向為例，p表示表面壓力；f_x表示單位質量體積力在x方向上的分量；τ_xx、τ_yx、τ_zx分別表示x、y、z三個方向上的表面應力在x方向上的分量；

對于流體的能量的計算方式為：微元體中能量的增加率等于進入微元體的凈熱流量加上表面力與體積力對微元體所做的功率，即：

∂(ρT)∂t+div(pv→T)=div[kcpgradT]+ST;]]>

式中，k表示傳熱系數；c_p表示比熱容；S_T表示流體內熱源；T表示溫度；div表示散度；grad表示梯度。S_T亦為粘性耗散。