为开展深海载人平台舱室二氧化碳（CO2）吸收装置设计，需研究多种因素对载人舱CO2浓度控制的影响。本文基于计算流体力学（CFD）方法，使用商用CFD软件STAR-CCM+，开展了深海载人平台载人舱CO2吸收数值仿真研究。计算使用k-ε湍流模型和多组分气体模型，对载人舱内的CO2浓度分布开展了数值仿真。考虑了空调风量、CO2吸收装置风量、舱内布置等因素对CO2浓度分布的影响。结果表明，提高空调风量与CO2吸收装置风量均可有效避免CO2的局部聚集现象，舱内CO2浓度分布与舱内人员及设备布置情况紧密相关。
To develop the design of carbon dioxide (CO2) absorption device in manned cabin, it is necessary to study the influence of various factors on CO2 concentration control in manned cabin. Based on computational fluid dynamics (CFD) method, this paper uses commercial CFD software star-ccm+ to carry out numerical simulation on CO2 absorption in manned cabin of deep-sea manned platform. The k-ε turbulence model and multi-component gas model are used to simulate the CO2 concentration distribution in the manned cabin. The effects of air volume of air conditioner, air volume of CO2 absorption device and cabin layout on CO2 concentration distribution are considered. The results show that increasing air volume of air conditioner and air volume of CO2 absorption device can effectively avoid local accumulation of CO2, and the CO2 concentration distribution in the cabin is closely related to the personnel and equipment layout in the cabin.
2025,47(11): 30-34 收稿日期：2024-11-25
DOI：10.3404/j.issn.1672-7649.2025.11.006
分类号：U667.2
作者简介：叶斌(1997-),男,硕士,助理工程师,研究方向为舱室大气环境控制
参考文献：
[1] 李俊华, 焦桂萍, 邓辉, 等. 潜艇大气环境控制关键技术研究现状与展望[J]. 中国舰船研究, 2022, 17(5): 9–11.
[2] GB/T 35371-2017, 载人潜水器供氧及二氧化碳吸收设计要求[S].
[3] 彭光明. AIP潜艇舱室大气环境控制系统研究[J]. 中国舰船研究, 2006, 1(2): 62-65.
[4] 王海宁, 祝志华, 徐蒙, 等. 深海载人平台二氧化碳清除技术发展现状及趋势[J]. 舰船科学技术, 2023, 45(7): 1-5.
WANG H N, ZHU Z H, XU M, etal. Present state and perspectives of research on CO2 removal technology for deep-sea manned platform[J]. Ship Science and Technology, 2023, 45(7): 1-5.
[5] 王坚, 刘春燕, 汪云甲. 一种基于多传感器的区域二氧化碳浓度检测装置及其方法: CN201410017125.5[P].
[6] 曹红波, 谢伟. 典型舰船舱室大气环境仿真[J]. 中国舰船研究, 2008, 3(3): 5.
[7] 陈元超, 杨侠, 王金山, 等. 不同送风工况下密闭空间内CO_(2)浓度的数值模拟[J]. 机械工程与自动化, 2023, 3(1): 73-75.
[8] 周鑫涛, 王博, 申高展, 等. 深海载人平台密闭舱室气流组织数值模拟[J]. 船舶工程, 2019(3): 5–8.
[9] 周建瑜, 范益东, 谢永和. 渔船密闭舱室内氨气泄漏数值模拟[J]. 渔业现代化, 2019, 46(3): 66-72.
