| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7页 |
| 1 绪论 | 第8-16页 |
| 1.1 高压氧舱简介 | 第8-9页 |
| 1.1.1 高压氧舱的类型 | 第8页 |
| 1.1.2 医用空气加压氧舱设备的基本组成 | 第8-9页 |
| 1.1.3 医用空气加压氧舱设备的发展现状及发展趋势 | 第9页 |
| 1.2 高压氧舱在设计及使用方面所面临的问题与不足 | 第9-10页 |
| 1.2.1 高压氧舱在工作时会产生噪声 | 第9-10页 |
| 1.2.2 高压氧舱的设计工作效率低 | 第10页 |
| 1.3 气体动力学的研究现状 | 第10页 |
| 1.4 计算流体力学的现状、不足以及应用情况 | 第10-14页 |
| 1.4.1 计算流体力学的现状 | 第10-11页 |
| 1.4.2 计算流体力学现在存在的不足 | 第11-12页 |
| 1.4.3 计算流体力学一些最新发展成果和应用 | 第12-14页 |
| 1.4.3.1 CFD的一些新进展 | 第12页 |
| 1.4.3.2 CFD的一些新的应用成果 | 第12-14页 |
| 1.5 本课题的目的、意义和研究方法 | 第14-16页 |
| 1.5.1 研究的目的 | 第14-15页 |
| 1.5.2 研究的意义 | 第15页 |
| 1.5.3 研究方法 | 第15-16页 |
| 2 本论文用到的流体力学、空气动力学和计算流体力学知识 | 第16-26页 |
| 2.1 流体力学部分 | 第16-22页 |
| 2.1.1 一些基本概念 | 第16-17页 |
| 2.1.2 流体运动基本方程 | 第17-20页 |
| 2.1.2.1 气体的状态方程 | 第17-18页 |
| 2.1.2.2 常比热容完全气体的热力学关系式 | 第18页 |
| 2.1.2.3 粘性流动方程（纳威-斯托克斯方程） | 第18-19页 |
| 2.1.2.4 无粘流动方程（欧拉方程） | 第19-20页 |
| 2.1.3 关于守恒型方程和非守恒型方程的评述 | 第20页 |
| 2.1.4 不同类型偏微分方程的一般特性：对流体力学物理和计算的影响 | 第20-21页 |
| 2.1.5 守恒型方程的雅克比 | 第21-22页 |
| 2.2 空气动力学部分（一些基本概念） | 第22-23页 |
| 2.3 计算流体力学的离散化基础 | 第23-26页 |
| 2.3.1 离散化方法的分类 | 第23页 |
| 2.3.2 有限差分简介 | 第23-24页 |
| 2.3.3 显示和隐式算法：评述和对比 | 第24页 |
| 2.3.4 误差及稳定性分析 | 第24页 |
| 2.3.5 网格划分简介 | 第24-25页 |
| 2.3.6 迎风格式 | 第25-26页 |
| 3 高压氧舱的数学模型 | 第26-58页 |
| 3.1 数学模型 | 第26-33页 |
| 3.1.1 物理简化模型 | 第26-27页 |
| 3.1.2 流动的控制方程 | 第27页 |
| 3.1.3 控制方程的雅克比矩阵 | 第27-28页 |
| 3.1.4 矢通量分裂格式 | 第28-31页 |
| 3.1.5 网格的划分 | 第31页 |
| 3.1.6 初始条件的设定 | 第31-32页 |
| 3.1.7 边界条件的处理 | 第32-33页 |
| 3.1.7.1 入流边界条件 | 第32页 |
| 3.1.7.2 壁面边界条件 | 第32页 |
| 3.1.7.3 特殊的网格点 | 第32-33页 |
| 3.1.8 时间步长的计算 | 第33页 |
| 3.2 数学模型的计算结果 | 第33-38页 |
| 3.3 实验研究 | 第38-42页 |
| 3.3.1 PLC控制系统 | 第39-41页 |
| 3.3.1.1 SIMATIC CPU226CN AC/DC/继电器 | 第39-40页 |
| 3.3.1.2 模件技术指标 | 第40页 |
| 3.3.1.3 上位机技术指标 | 第40-41页 |
| 3.3.1.4 现场控制网技术指标 | 第41页 |
| 3.3.1.5 系统扩展性 | 第41页 |
| 3.3.1.6 PLC控制系统基本配置 | 第41页 |
| 3.3.2 变送器及传感器 | 第41-42页 |
| 3.3.2.1 压力传感器 | 第41-42页 |
| 3.3.2.2 变送器及传感器基本配置 | 第42页 |
| 3.4 数学模型计算结果与实验结果的分析与对比 | 第42-46页 |
| 3.5 关于提高数学模型计算精度的讨论 | 第46-47页 |
| 3.5.1 MacCormack格式 | 第46-47页 |
| 3.5.2 数值耗散与人工粘性 | 第47页 |
| 3.5.3 在MacCormack格式中加入人工粘性 | 第47页 |
| 3.6 舱体与储气瓶内的压强比值和超音速流动之间的关系 | 第47-51页 |
| 3.6.1 管道的主要物理特性和解析解 | 第48-49页 |
| 3.6.2 管道在各种压比下的工况 | 第49-51页 |
| 3.6.2.1 管.正激波工况 | 第50-51页 |
| 3.6.2.2 喉部为临界截面亚声速流工况 | 第51页 |
| 3.7 管道的摩擦对流动的影响 | 第51-54页 |
| 3.7.1 最大管长 | 第52-53页 |
| 3.7.2 摩擦拥塞 | 第53-54页 |
| 3.8 产生噪声的原因分析及其避免方法 | 第54-55页 |
| 3.8.1 噪声原因分析 | 第54-55页 |
| 3.8.1.1 流速过大产生的噪声 | 第54页 |
| 3.8.1.2 流动产生的激波发出噪声 | 第54页 |
| 3.8.1.3 其他可能的原因 | 第54-55页 |
| 3.8.2 降低以及消除噪声的方法 | 第55页 |
| 3.9 本章小结 | 第55-58页 |
| 4 CFD仿真分析 | 第58-84页 |
| 4.1 各种CFD软件的简介与评论 | 第58-61页 |
| 4.1.1 PHOENICS | 第58页 |
| 4.1.2 STAR-CD | 第58-59页 |
| 4.1.3 STAR-CCM+ | 第59页 |
| 4.1.4 CFX | 第59-60页 |
| 4.1.5Fluent | 第60-61页 |
| 4.2 Fluent软件的功能简介 | 第61-62页 |
| 4.2.1 FLUENT计算类型及应用领域 | 第61页 |
| 4.2.2 FLUENT求解步骤 | 第61-62页 |
| 4.2.2.1 制定分析方案 | 第61页 |
| 4.2.2.2 求解步骤 | 第61-62页 |
| 4.3 湍流模型 | 第62-63页 |
| 4.4 高压氧舱流场的fluent仿真分析 | 第63-82页 |
| 4.4.1 用GAMBIT建立计算区域，划分网格和设置边界条件 | 第63-69页 |
| 4.4.1.1 文件的创建及求解器的选择 | 第63-64页 |
| 4.4.1.2 创建控制点 | 第64-65页 |
| 4.4.1.3 创建边 | 第65页 |
| 4.4.1.4 创建面 | 第65-67页 |
| 4.4.1.5 划分网格 | 第67-68页 |
| 4.4.1.6 指定边界条件 | 第68-69页 |
| 4.4.1.7 输出网格文件 | 第69页 |
| 4.4.2 使用FLUENT软件计算 | 第69-75页 |
| 4.4.2.1 启动FLUENT及网格的导入 | 第70-71页 |
| 4.4.2.2 设置求解器及操作条件 | 第71页 |
| 4.4.2.3 物理模型的设定 | 第71-72页 |
| 4.4.2.4 材料性质设定 | 第72页 |
| 4.4.2.5 边界条件的设定 | 第72-74页 |
| 4.4.2.6 求解控制参数设定 | 第74-75页 |
| 4.4.2.7 求解设定 | 第75页 |
| 4.4.3 计算结果后处理 | 第75-82页 |
| 4.5 本章小结 | 第82-84页 |
| 5 结论、不足与展望 | 第84-88页 |
| 5.1 结论 | 第84-85页 |
| 5.2 不足之处 | 第85页 |
| 5.3 展望 | 第85-88页 |
| 致谢 | 第88-90页 |
| 参考文献 | 第90-94页 |
