(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 202111369842.0 (22)申请日 2021.11.18 (71)申请人 上海海洋大学 地址 201306 上海市浦东 新区临港新城沪 城环路999号 (72)发明人 谢晶　张瀚文　孙聿尧　王金锋　 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G16C 60/00(2019.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 结合软件的壁 面热通量确定方法 (57)摘要 本发明涉及传热领域， 具体涉及结合软件的 壁面热通量确定方法， 本发明运用Workbench软 件对冷藏集装箱的运行进行数值模拟， 通过数值 模拟的结果来确定需要研究的壁面在不同位置 及不同运行时刻的热通量大小， 可通过对热通量 的大小的比较来确定不同壁面的热性能的优劣， 对冷藏集装箱的壁面的设计与优化起到了积极 的作用。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 114065522 A 2022.02.18 CN 114065522 A 1.结合软件的壁 面热通量确定方法， 其特 征在于： 所述结合软件的壁面热通量确定方法， 包括冷藏集装箱外壳 （1） 、 制冷机组 （2） 、 前侧壁 面 （3） 、 真空绝热板及聚氨酯； 所述前侧壁 面 （3） 有两种形式， 分别为第一类前侧壁 面形式及第二类前侧壁 面形式； 所述真空绝热板包括第一真空绝热板 （4.1） 、 第二真空绝热板 （4.2） 、 第三真空绝热板 （4.3） 、 第四真空绝热板 （4.4） 、 第五真空绝热板 （4.5） 、 第 六真空绝热板 （4.6） 、 第七真空绝 热板 （4.7） 、 第八真空绝热板 （4.8） 、 第九真空绝热板 （4.9） 、 第十真空绝热板 （4.10） 、 第十一 真空绝热板 （4.1 1） 及第十二真空绝热板 （4.12） ； 所述聚氨酯包括第一聚氨酯 （5.1） 及第二聚氨酯 （5.2） ； 第一真空绝热板 （4.1） 、 第二真空绝热板 （4.2） 、 第三真空绝热板 （4.3） 、 第四真空绝热 板 （4.4） 、 第五真空绝热板 （4.5） 、 第六真空绝热板 （4.6） 及第一聚氨酯 （5.1） 构成第一类前 侧壁面形式； 第七真空绝热板 （4.7） 、 第八真空绝热板 （4.8） 、 第九真空绝热板 （4.9） 、 第十真空绝热 板 （4.10） 、 第十一真空绝热板 （4.11） 、 第十二真空绝热板 （4.12） 及第二聚氨酯 （5.2） 构成第 二类前侧壁 面形式； 结合软件的壁 面热通量确定方法的过程如下 所述： 1） 绘制冷藏 集装箱的三维模型， 将完成的三维模型输出为X_T 文件； 2） 在Workbench中导入X_T文件， 对冷藏集装箱模型中壁面上因为不同材料重叠而产生 的干涉问题进行处 理 （切除操作） ， 对在后续操作中会遇 到的面、 体等进行重命名； 3） 通过Mesh功能进行模型的网格绘制； 4） 在数值模拟的计算界面中， 根据模型的运行工况要求， 进行方程、 材料、 边界条件、 算 法及文件保存形式等的设置， 并进行模拟计算； 5） 完成计算后， 进入CFD ‑Post， 设置截面的位置， 并输出每个截面在不同时刻的平均热 通量大小； 6） 对获得的平均热通量进行整理与分析， 外界传递至冷藏集装箱内的热量等于热通量 与壁面两侧温差的乘积， 由于冷藏集装箱外环境温度与冷藏集装箱内环境温度确定， 因此 平均热通 量越小， 外界传入冷藏 集装箱内的热量越少， 则该壁 面的设计的隔热性能更好。 2.根据权利要求1所述的结合软件的壁 面热通量确定方法， 其特 征在于： 本发明所使用的数值模拟软件为Workbench， 所使用的三维模型绘制软件为 SolidWorks。 3.根据权利要求1所述的结合软件的壁 面热通量确定方法， 其特 征在于： 因为不同材料重叠而产生的干涉问题在W orkbench中处理， 不在So lidWorks中处 理。 4.根据权利要求1所述的结合软件的壁 面热通量确定方法， 其特 征在于： 除第一类前侧壁面形式及第 二类前侧壁面形式外， 本发明也适用于其他的在同一截面 上存在不同材 料的壁面形式。 5.根据权利要求1所述的结合软件的壁 面热通量确定方法， 其特 征在于： 数值模拟进行瞬态计算的时间步长可为10 0s、 200s、 300s等， 根据研究需求进行确定 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114065522 A 2结合软件的壁面热通量确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 传热领域， 具体涉及结合软件的壁 面热通量确定方法。 背景技术 [0002]在冷链运输中， 冷藏集装箱是一种常见的的低温运输设备， 可制 备不同的低温环 境， 来保证冷冻冷藏食品以高品质的状态从生产商手中运输至消费者手中。 室外的热量会 对冷藏集装箱内部的低温环境产生影响， 使用隔热性能较强的材料制作冷藏集装箱的壁 面， 可以有效地减小室外的热量会对冷藏集装箱内部的低温环境产生影响。 常规的冷藏集 装箱的壁面采用了多层复合材料叠放的形式， 可以通过不同材料的传热系数计算出复合壁 面的总传热系 数， 并根据该参数来判断壁面的隔热能力。 但对于在同一截面上存在不同材 料的壁面， 该方法则不适用。 真空绝热板是一种隔热性能较强的材料， 传热系数为0.002 ‑ 0.008W/(m ·K)， 但真空绝热板的尺寸规格较少， 难以制作成一些特殊尺寸， 因此采用多板 拼接的方式， 在缝隙处用聚氨酯进行填充。 真空绝热板 之间的间隙会导致热桥效应， 会对隔 热能力产生影响， 常规的复合壁面的总传热系数的计算方法不适用于该类壁面的隔热性能 强弱判断， 如果能提出一种可以判断在同一截面上存在不同材料的壁面的隔热性能强弱的 方法， 对冷藏 集装箱的壁 面的设计于优化将起到积极的作用。 发明内容 [0003]本发明的目的在 于提供结合软件的壁面热通量确定方法， 结合Workbench软件， 通 过数值模拟的方式确定需要研究的壁面在不同位置及不同运行时刻的热通量大小， 通过比 较热通量的大小确定不同壁 面的热性能的优劣。 [0004]为了实现上述目的， 本发明一个实施方式提供了结合软件的壁面热通量确定方 法， 包括冷藏 集装箱外壳、 制冷机组、 前侧壁 面、 真空绝热板及聚氨酯； 所述前侧壁 面有两种形式， 分别为第一类前侧壁 面形式及第二类前侧壁 面形式； 所述真空绝热板包括第一真空绝热板、 第二真空绝热板、 第三真空绝热板、 第四真 空绝热板、 第五真空绝热板、 第六真空绝热板、 第七真空绝热板、 第八真空绝热板、 第九真空 绝热板、 第十真空绝热板、 第十一真空绝热板及第十二真空绝热板； 所述聚氨酯包括第一聚氨酯及第二聚氨酯； 第一真空绝热板、 第二真空绝热板、 第三真空绝热板、 第四真空绝热板、 第五真空 绝热板、 第六真空绝热板及第一聚氨酯 构成第一类前侧壁 面形式； 第七真空绝热板、 第八真空绝热板、 第九真空绝热板、 第十真空绝热板、 第十一真 空绝热板、 第十二真空绝热板及第二聚氨酯 构成第二类前侧壁 面形式； 结合软件的壁 面热通量确定方法的过程如下 所述： 1） 绘制冷藏 集装箱的三维模型， 将完成的三维模型输出为X_T 文件； 2） 在Workbench中导入X_T文件， 对冷藏集装箱模型中壁面上因为不同材料重叠而 产生的干涉问题进行处 理 （切除操作） ， 对在后续操作中会遇 到的面、 体等进行重命名；说　明　书 1/5 页 3 CN 114065522 A 3