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原文传递安全气囊织物透气的数值模拟与实验研究

论文题名：	安全气囊织物透气的数值模拟与实验研究
关键词：	安全气囊织物;透气测试;数值模拟;多孔介质;静态透气量
摘要：	安全气囊织物的透气性是衡量其工作性能的主要指标，透气性过小，气囊展开时受到的冲击载荷大，稳定性差；透气性过大，气囊展开时不能迅速充胀，由此增加了展开的时间，展开安全性差，所以为了保证安全气囊的使用安全性就必须能够精确控制和预测安全气囊织物的透气性。本论文主要对以下内容进行研究：　　首先，基于Porous Jump模型将安全气囊织物视为多孔薄膜，对测试管道施加固定压力进行静态透气的数值模拟，得到了测试管道中的流场分布情况，并最终求得安全气囊织物在不同气体压力下的静态透气量。模拟结果表明：安全气囊织物的静态透气量随压力的增加而增加；测试管道中在气流到达安全气囊织物之前气体压力基本保持不变，气流通过安全气囊织物时压力迅速下降直至与大气压相等；测试管道弯管处外侧速度较小，内侧较大，安全气囊织物处的速度变化较大，同时在安全气囊织物附近形成了两个漩涡区，能量有所损失。　　第二，利用安全气囊织物静态透气装置对安全气囊织物静态透气的数值模拟结果进行验证，结果表明：在某一压力以下，模拟值与实验值差距不大；超过这一值时，安全气囊织物的静态透气量出现了转折点，模拟值与实验值的差值随着压力的增加而增加，模拟值不能很准确地表示安全气囊织物的静态透气量。通过试差法对不考虑织物变形的渗透率进行修正，得到考虑织物变形的渗透率，然后对安全气囊织物的静态透气重新进行数值模拟，得到的结果与实验结果吻合得很好。另外，对安全气囊织物渗透率修正系数与压力的关系进行了初探，以期用压力来预测织物的渗透率修正系数。　　第三，基于Porous Jump模型将安全气囊织物视为多孔薄膜，对测试管道施加固定压力进行动态透气的稳态数值模拟，然后对测试管道施加动态压力，并以稳态数值模拟的结果作为非稳态的初始值进行非稳态的数值模拟，得到了测试管道中的流场分布情况，并最终得到安全气囊织物动态透气量。模拟结果表明：安全气囊织物的透气量与压力呈线性关系；测试管道台阶处形成了分离涡，分离涡随时间逐渐缩小并向台阶处移动，同时边界层也在逐渐向台阶处移动，气流经过比较短的距离就能调整至充分发展阶段；随着时间的增加，测试管道内的压力不断减小，入口与织物间的压力保持恒定的值，气流通过织物时压力迅速下降直到与大气压相等。利用安全气囊织物动态透气装置对安全气囊织物动态透气的数值模拟结果进行验证，结果表明数值模拟结果与实验结果吻合。　　最后，对安全气囊织物透气性与织物结构的关系进行初探，结果表明：安全气囊织物的透气系数随安全气囊织物的平均孔径的平方增加而增加，并且相关性显著；安全气囊织物的透气系数随安全气囊织物孔隙率的增大而增大，两者相关性显著，孔隙率越大的安全气囊织物其透气性也越好。
作者：	马亮
专业：	纺织工程
导师：	王新厚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东华大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文