(19)中华 人民共和国 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 202111653408.5 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 南京阜元航空装备有限公司 地址 210000 江苏省南京市麒 麟科技创新 园创研路266号人工智能产业园4号楼 1302室 (72)发明人 吴倩　李恒亮　许常悦　于笑凡　 (74)专利代理 机构 南京佰腾智 信知识产权代理 事务所(普通 合伙) 32509 代理人 胡丽华 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模 拟方法 (57)摘要 本发明公开了一种面罩主体与吸气膜片附 近流场数值模拟方法， 属于变压器技术领域， 包 括建立面罩主体物理建模， 建立用于测试面罩主 体物理建模的湍流模型， 在面罩主体物理建模上 设置边界条件； 仿真测试服务器对面罩主体物理 建模内流场进行计算求解， 得到内流场结果； 仿 真测试服务器根据内流场结果模拟吸气膜片的 变形过程， 得到吸气膜片 的参数， 根据内流场结 果模拟吸气膜片的变形过程， 得到吸气膜片的参 数， 解决了通过数值模拟对厂家设计的面罩方案 进行仿真， 并提出修改方案的技术问题， 本发明 通过数值模拟， 对呼气活门在不同张角下的瞬态 受力进行分析， 同时采用流固耦合数值计算方 式， 来对仿真结果进行验证 。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 114201935 A 2022.03.18 CN 114201935 A 1.一种面 罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 步骤1： 建立建模服务器， 建模服务器根据面罩的结构以及面罩内的吸气膜片的结构， 建立面罩主体物理建模， 面 罩主体物理建模 包含了面罩建模和吸气膜片建模； 步骤2： 建立仿真测试服务器， 仿真测试服务器通过互联网调取建模服务器 中的面罩主 体物理建模； 仿真测试服务器建立用于测试面罩主体物 理建模的湍流模型， 在面罩主体物 理建模上 设置边界条件； 仿真测试服 务器对面 罩主体物理建模内流场进行计算 求解， 得到内流场结果； 步骤3： 仿真测试服务器根据内流场结果模拟吸气膜片的变形过程， 得到吸气膜片的参 数； 步骤4： 仿真测试服务器将吸气膜片的参数发送给建模服务器， 建模服务器向用户展示 吸气膜片的参数， 并提供修改方案 。 2.如权利要求1所述的一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方法， 其特征在于： 在执行步骤1时， 面罩的结构以及面罩内的吸气膜片的结构由用户提供并输入到建模服务 器中， 建模服务器在建立面罩主体物理建模后， 对面罩主体物理建模进 行变形， 在面罩主体 物理建模的氧气供气口处延伸一段以用来模拟供养软管供气， 在面罩主体物理建模的人体 接触端延伸一段以模拟人的吸气。 3.如权利要求1所述的一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方法， 其特征在于： 在执行步骤2时， 边界条件包括在氧气供气口的边界条件设置为压力入口， 在人体接触端的 边界条件设置为速度出口。 4.如权利要求1所述的一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方法， 其特征在于： 在执行步骤2时， 仿 真测试服务器对面罩主体物理建模内流场进 行计算求解， 包括采用基于 压力的求解器作为求解控制方程， 采用SIMPLEC的压力耦合方法， 采用Realizablek‑ε模型建 立湍流模型。 5.如权利要求1所述的一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方法， 其特征在于： 在执行步骤3时， 仿 真测试服务器在内流场结果施加在吸气膜片上进 行测试， 模拟吸气膜片 的变形过程， 得到 吸气膜片的参数， 吸气膜片的参数包括变形参数和吸气膜片上 的压差参 数。 6.如权利要求1所述的一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方法， 其特征在于： 所述建模服务器部署在面罩生产厂家， 所述仿真测试服务器部署在测试中心， 面罩主体物 理建模的相关结构参数由厂家提供。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114201935 A 2一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方 法 技术领域 [0001]本发明属于航空航天技术领域， 尤其涉及 一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值 模拟方法。 背景技术 [0002]航空供氧面罩是主要的个体防护工具之一， 其性能对功能供氧和救生有着极其重 要的影响。 过高的吸气阻力会引起代偿性呼吸频率和幅度的增加， 导致人员出现过度换气， 过度换气 达到一定的频率时， 机体出现呼吸性酸中毒。 为保证正常供氧不受干扰， 需要对供 氧面罩的呼吸气活门受力情况进行分析。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方法， 解决了通 过数值模拟对厂家设计的面 罩方案进行仿真， 并提出修改方案的技 术问题。 [0004]为实现上述目的， 本发明采用如下技 术方案： [0005]一种面罩主体与吸气膜片附近流场数值模拟方法， 包括如下步骤： [0006]步骤1： 建立建模服务器， 建模服务器根据面罩的结构以及面罩内的吸气膜片的结 构， 建立面罩主体物理建模， 面 罩主体物理建模 包含了面罩建模和吸气膜片建模； [0007]步骤2： 建立仿真测试服务器， 仿真测试服务器通过互联网调取建模服务器中的面 罩主体物理建模； [0008]仿真测试服务器建立用于测试面罩主体物理建模的湍流模型， 在面罩主体物理建 模上设置边界条件； [0009]仿真测试服 务器对面 罩主体物理建模内流场进行计算 求解， 得到内流场结果； [0010]步骤3： 仿真测试服务器根据内流场结果模拟吸气膜片的变形过程， 得到吸气膜片 的参数； [0011]步骤4： 仿真测试服务器将吸气膜片的参数发送给建模服务器， 建模服务器向用户 展示吸气膜片的参数， 并提供修改方案 。 [0012]优选的， 在执行步骤1时， 面罩的结构以及面罩内的吸气膜片的结构由用户提供 并 输入到建模服务器中， 建模服务器在建立面罩主体物理建模后， 对面罩主体物理建模进行 变形， 在面罩主体物理建模的氧气供气口处延伸一段以用来模拟供养软管供气， 在面罩主 体物理建模的人体接触端延伸一段以模拟人的吸气。 [0013]优选的， 在执行步骤2时， 边界条件包括在氧气供气口的边界条件设置为压力入 口， 在人体接触端的边界条件设置为速度出口。 [0014]优选的， 在执行步骤2时， 仿真测试服务器对面罩主体物理建模内流场进行计算求 解， 包括采用基于压力的求解器作为求解控制方程， 采用SIMPLEC的压力耦合方法， 采用 Realizablek‑ε模型建立湍流模型。 [0015]优选的， 在执行步骤3时， 仿真测试服务器在内流场结果施加在吸气膜片上进行测说　明　书 1/4 页 3 CN 114201935 A 3