[發明專利]一種放射性污染通風防護服的設計方法和裝置

在審

• 申請號: 202110365785.2
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113128137A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊明明;李國棟;韓毅;沈華亞;陳法國;梁潤成;池曉淼
• 申請（專利權）人: 中國輻射防護研究院
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06T17/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;楊方

本發明公開了一種放射性污染通風防護服的設計方法和裝置，方法包括以下步驟：S101、建立放射性污染通風防護服內部的流體域模型；S102、對流體域模型進行網格離散化；S103、對放射性污染通風防護服內部的流體域的邊界條件進行設置；S104、基于邊界條件和網格離散化后的流體域模型，進行仿真結果優化，確定放射性污染通風防護服熱舒適性的影響因素值，影響因素值包括進氣口位置、出氣口位置、供氣流量、排氣壓力。本發明通過建立人體模型和防護服內部流體域模型，模擬研究內部流場和溫度場，從提高熱舒適性的角度逐一分析相關影響因素，并從最優化的角度逐一確定各影響因素的值，從而設計出熱舒適性良好的放射性污染通風防護服。

技術領域

本發明涉及輻射防護領域，具體涉及一種放射性污染通風防護服的設計方法和裝置。

背景技術

在核燃料生產、核反應堆運行與檢修、后處理、退役等某些廠房，由于存在放射性氣溶膠污染，且常規的工程控制和管理措施外不能完全控制，所以常常要求必須穿戴放射性污染通風防護服。射性污染通風防護服作為一種氣密性裝備，在穿著過程常常存在四肢發熱等熱舒適性差的問題。若長期使用這種防護服不僅降低穿著人員的工作效率，甚至嚴重影響穿著人員的操作過程中的安全。

影響放射性污染通風防護服熱舒適性的因素主要有進氣口位置(包括流量分配方式)、排氣口位置、供氣流量和流速等。目前，放射性污染通風防護服的設計過程中往往會考慮這些因素，例如改變送風口位置、增大送風流量等等，但是這種方式主要是依據經驗，并不能對影響防護服的熱舒適性的這些因素進行定量分析。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種放射性污染通風防護服的設計方法和裝置，通過流體力學仿真的方式實現對影響放射性污染通風防護服熱舒適性的因素進行定量分析，并對防護服內氣流分布進行最優化設計，確定各影響因素的值，設計出熱舒適性良好的放射性污染通風防護服，避免工作人員因穿著過程中四肢發熱的問題，有效保障工作人員的人身安全。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種放射性污染通風防護服的設計方法，包括以下步驟：

S101、建立放射性污染通風防護服內部的流體域模型；

S102、對所述流體域模型進行網格離散化；

S103、對所述放射性污染通風防護服內部的流體域的邊界條件進行設置，所述邊界條件包括人體表面溫度、進氣口空氣溫度、排氣壓力和湍流強度，以及進氣口位置、出氣口位置和供氣流量；

S104、基于所述邊界條件和網格離散化后的所述流體域模型，進行仿真結果優化，確定所述放射性污染通風防護服熱舒適性的影響因素值，所述影響因素值包括進氣口位置、出氣口位置、供氣流量、排氣壓力。

進一步，如上所述的設計方法，S101包括：

分別建立放射性污染通風防護服和人體的三維模型；

將所述放射性污染通風防護服的三維模型減去所述人體的三維模型，得到所述放射性污染通風防護服內部的流體域模型。

進一步，如上所述的設計方法，S102包括：

對所述流體域模型進行零件選取和命名；

對所述流體域模型進行模塊化分割；

對所述流體域模型的不同位置處進行網格節點間距設置，將劃分好的網格以指定格式導出；

對所述流體域模型進行反復修改和調整控制尺寸，并加密壁面附近的網格和拐彎處的網格，得到所述流體域模型的網格單元。

進一步，如上所述的設計方法，在對所述放射性污染通風防護服內部的流體域的邊界條件進行設置之前，還需要定義所述放射性污染通風防護服內部的流體域的參數，包括空氣的密度、比熱容、粘度和熱傳導率；