[發(fā)明專利]一種博物館文物展柜換氣率的二氧化碳數(shù)值檢測方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211327148.7 | 申請日： | 2022-10-25 |
| 公開（公告）號： | CN115563902A | 公開（公告）日： | 2023-01-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 何納;易橫;袁泉;姜喆仁 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶中國三峽博物館 |
| 主分類號： | G06F30/28 | 分類號： | G06F30/28;G06T11/20;G06F113/08;G06F119/14 |
| 代理公司： | 北京深川專利代理事務(wù)所(普通合伙) 16058 | 代理人： | 鄭凱 |
| 地址： | 400010 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 博物館 文物 展柜 換氣 二氧化碳 數(shù)值 檢測 方法 | ||
本發(fā)明涉及文物館藏領(lǐng)域，具體公開了一種博物館文物展柜換氣率的二氧化碳數(shù)值檢測方法，包括根據(jù)文物展柜的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用CFD軟件搭建該文物展柜的三維物理模型，使用實驗測量結(jié)果對模型進行標定。本發(fā)明提供一種博物館文物展柜換氣率的二氧化碳數(shù)值檢測方法，在虛擬空間內(nèi)進行數(shù)字化實驗，進而測量文物展柜的換氣率，無需在真實展柜中加入二氧化碳示蹤氣體，對文物無損，也不影響文物的保存環(huán)境，對檢測者和環(huán)境安全無害。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及文物館藏領(lǐng)域，尤其涉及一種博物館文物展柜換氣率的二氧化碳數(shù)值檢測方法。
背景技術(shù)
展柜密封性是評價展柜質(zhì)量的重要指標；密封性好的展柜能夠一定程度上隔絕外界空氣中的污染物，從而有效降低外界環(huán)境污染物對展柜內(nèi)環(huán)境的影響，同時對外界環(huán)境的濕度變化具有緩沖作用，因此展柜的密封性能也是制定柜內(nèi)濕度調(diào)控措施的主要依據(jù)；展柜的密封性通常由展柜換氣率來表示，即無外加動力、無壓力差的情況下，一天內(nèi)由展柜外進入展柜內(nèi)空氣的體積與該展柜的容積之比。
現(xiàn)目前，主要采取二氧化碳示蹤氣體實驗檢測法測定展柜換氣率，方法如下：首先，向展柜中通入一定量的高濃度二氧化碳氣體，隨著展柜外的空氣不斷從展柜的縫隙中滲入柜內(nèi)，柜內(nèi)的高濃度二氧化碳氣體也同時通過展柜縫隙滲出柜外；隨著柜內(nèi)外的氣體交換，柜內(nèi)高濃度的二氧化碳氣體被不斷稀釋，由于柜內(nèi)外無壓力差，同一時間內(nèi)進入展柜的氣體量與滲出展柜的氣體量是相同的，且柜外空氣中的二氧化碳濃度為定值，即通過下述公式可以計算得出展柜的換氣率：
C-C1＝(C0-C1)·exp(-R0·t)；
式中，C為展柜內(nèi)二氧化碳濃度，C1為柜內(nèi)初始二氧化碳濃度，C0為空氣中二氧化碳濃度，t為時間，R0為展柜換氣率，q為單位時間內(nèi)展柜的進氣量，V為展柜體積。
然而，該實驗方法還可以進一步改進：第一，在展柜中通入高濃度二氧化碳作為示蹤氣體，一定程度上改變了文物保存環(huán)境，不利于文物保存環(huán)境對于潔凈、穩(wěn)定的要求；第二，需要采購二氧化碳氣源及相應(yīng)的氣體檢測設(shè)備，且實驗要求在一個恒溫的環(huán)境中進行，對實驗環(huán)境的高要求也帶來了實驗成本的上升；第三，該實驗只能在恒定的環(huán)境下進行，環(huán)境溫、濕度的變化會引起測量結(jié)果的偏差，因此所測得的結(jié)果并不能直接應(yīng)用于不同的且實時變化的環(huán)境中。
因此，就需要一種快速且低成本的檢測方法。
近年來，隨著計算機技術(shù)及流體力學的發(fā)展，越來越多的實際工程問題都可以應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)來解決。CFD即計算流體力學(Computational Fluid Dynamics)，是流體力學和計算機科學相互融合的一門新興交叉學科，它從計算方法出發(fā)，利用計算機快速的計算能力得到流體控制方程的近似解；計算流體力學的基本特征是數(shù)值模擬和計算機實驗，它從基本物理定理出發(fā)，在很大程度上替代了耗資巨大的流體動力學實驗設(shè)備，在科學研究和工程技術(shù)中產(chǎn)生巨大的影響；CFD軟件通常指商業(yè)化的CFD程序，具有良好的人機交互界面，目前比較主流的CFD軟件有CFX、Fluent、Phoenics、Star-CD、Comsol、Star-ccm+、Flow-3D等。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種博物館文物展柜換氣率的二氧化碳數(shù)值檢測方法，基于CFD手段在虛擬空間當中進行數(shù)字化實驗，進而測量換氣率，無需在真實展柜中加入示蹤氣體，對文物無損，也不影響文物的保存環(huán)境，對檢測者和環(huán)境安全無害。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種博物館文物展柜換氣率的二氧化碳數(shù)值檢測方法，包括以下步驟：
(1)根據(jù)文物展柜的結(jié)構(gòu)參數(shù)，搭建該文物展柜的三維物理模型；
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