(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210813653.6 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 浙江省特种设备 科学研究院 地址 310000 浙江省杭州市上城区凯旋路 221号 (72)发明人 陈向俊　傅军平　陈栋栋　于晓　 李东鑫　戴洁强　张怀旻　 (74)专利代理 机构 武汉红观 专利代理事务所 (普通合伙) 42247 专利代理师 王昌亮 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) B66B 7/00(2006.01) G06F 113/08(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高速电梯导 流罩选择方法 (57)摘要 本发明提出了一种高速电梯导流罩选择方 法， 涉及电梯技术领域， 通过结合RANS和LES数值 模拟方法， 既解决了RANS法仅针对单一问题、 计 算量较小的问题， 又避免了LES法需要庞大的计 算机储存能力和计算能力的问题； 以嵌入式 RANS/LES混合方法为基础， 采用合成涡方法生成 交界面的湍流信息， 计算轿厢在井道中运行时气 压变化， 然后根据实际要求构造若干特征的导流 罩模型， 再将 模型导入Fluent软件对进行三维建 模仿真， 得到在不同结构导流罩的仿真结果， 对 比各种模型并优化外形， 最终得到最优的导流罩 作为选取参 考。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115270551 A 2022.11.01 CN 115270551 A 1.一种高速电梯导 流罩选择方法， 其特 征在于： 包括以下步骤， S1， 根据RANS/LES混合模型理论计算湍流模型； S2， 根据模型 得到的特 征参数信息构建若干导 流罩模型； S3， 根据导 流罩模型构建三维仿真模型； S4， 在Fluent中预设流场区域并对所述仿真模型进行仿真， 得到 仿真计算结果； S5， 根据所述仿真计算结果， 不断优化外形， 从最终的导流罩模型中确定效果最好的导 流罩外形轮廓， 用于实际选取作参 考。 2.如权利要求1所述的高速电梯导 流罩选择方法， 其特 征在于： 所述 步骤S1具体包括： 对传统湍流模型RANS和LES进行改造， 将LES区嵌入RANS区： 壁面附近由RANS模化； 远场 分离区的RANS模型 方程转化为类亚格子模式的形式； 以RANS/LES混合方法为基础， 采用合成涡方法生成交界面的特 征参数信息 。 3.如权利要求2所述的高速电梯导 流罩选择方法， 其特 征在于： 所述 步骤S1还 包括： 以RANS/LES混合方法为基础， 采用合成涡方法生成交界面的特 征参数信息具体为： 假设目标 脉动速度是由空间的若干个随机分布的点涡共同诱 导产生的： Xk(t+dt)＝Xk(t)+U·dt    (22) N和Xk(Xk＝(xk,yk,zk))分别为为空间点涡的总数和三维坐标， U为流动的时均速度， dt 是时间步长， u'是目标 脉动速度， f为 点涡诱导速度分布的形函数： 式中， σ 为交界面每个单元的长度尺度， 直接采用RANS的计算结果， V为点涡诱导速度， 表征脉动强度的重要随机变量 ε如下： ε∈(‑1,1)      (25) 平均脉动速度值<u'j>与雷诺应力张量的分量<u ′iv′j>为： <u′j>＝0    (26) 4.如权利要求3所述的高速电梯导 流罩选择方法， 其特 征在于： 所述 步骤S1还 包括： 所述脉动速度场： 要与目标流场物理契合： 也就是说， 它的能谱、 长度尺度和各向异性程度要尽可能接近 目标流场； 必须满足时间关联性： 在数值模拟中， 每一个时间步长都有新的脉动速度添加到交界权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115270551 A 2面。 5.如权利要求 4所述的高速电梯导 流罩选择方法， 其特 征在于： 所述 步骤S1还 包括： 采用如下步骤进一 步优化脉动速度场： S10， 从DNS或实验数据库中提取出各项异性程度最大位置的雷诺应力 张量， 对于展向 流动不明显的算例， 直接 选取<u'v'>绝对值 最大处； S20， 计算雷诺 应力张量的特 征主方向； S30， 将点涡和交界面单元的空间坐标均旋转到该主方向， 运用所述合成涡方法得到新 坐标系下的脉动速度场； S40， 将脉动速度旋转回原 始坐标系下； S50， 进一步用DNS或实验得到的脉动 速度型曲线中波浪形实线， 即<u'v'>的分布， 在壁 面方向规约主分量， 得到最终的湍流脉动速度场。 6.如权利要求1所述的高速电梯导流罩选择方法， 其特征在于： 所述步骤S2具体为： 根 据RANS/LES混合模型理论构造不同的导流罩模型， 包括锥形导流罩、 梯形导流罩和椭球型 导流罩。 7.如权利要求1所述的高速电梯导流罩选择方法， 其特征在于： 所述步骤S3具体为： 根 据实际的电梯运行环境建立井道 ‑电梯仿真模型， 模型建立完毕后， 导入到Fluent 中， 并用 Gambit进行网格划分， 计算区域取为从气流入口到气流出口的整个流场， 不采用单通道流 域的方式， 对于复杂的流道， 计算中网格采用电梯轿厢非结构化网格， 将模型进行网格划 分； 在Gambit中预设置流体入口面、 出口面、 流体壁面以及轿厢实体壁面的边界条件， 然后 在Fluent中导入网格文件后设置其 他边界条件和参数。 8.如权利要求7 所述的高速电梯导 流罩选择方法， 其特 征在于： 所述 步骤S3还 包括： 其他边界条件和参数包括： 参考的环境压力： 101kPa即一个标准大气压； 流体入口边界条件： 压力入口， 压力大小与环境压力一 致； 流体出口边界条件： 压力出口， 压力大小与环境压力一 致； 轿厢顶和底的边界类型： 移动刚体； 轿厢侧壁 边界类型： 变形刚体； 设置流体属性： 理想气体； 其他设置： 均采用默认仿真数据类型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115270551 A 3