通风管中颗粒物的沉降特性对室内空气品质影响很大,从而影响室内人员的健康状况。因此,研究通风管内颗粒物的沉降特性,对提高室内空气品质和保护人们的身心健康有着特别的意义。此外,强化风管内微细颗粒物的沉降是当前的研究热点。目前,对通风管内颗粒物特性的研究主要通过理论分析、实验和数值模拟等手段进行,本文将采用数值模拟手段对带肋板的通风管内微细颗粒物的沉降特性和机制进行研究。本文首先对当前主流的数值模拟手段进行了综述分析。在通风管中,气相流动通常处于湍流状态,因此,选用合适的流动模型对准确预测管内气体流动和颗粒物特性至关重要。基于此,本文采用RSM、标准的6)-、RNG6)-三种不同的流动模型对通风管中的空气流动和颗粒物沉降进行模拟研究,并采用离散相模型(DPM)追踪管内颗粒物。结果表明:所有的湍流模型均不能准确地预测管内近壁区的湍流速度脉动,因此,需对近壁区的速度脉动进行一定的修正;总体而言,相比于6)-模型,RSM模型可以更好地模拟通风管中空气的流动特性,并且考虑了各向异性,能直接预测流动速度脉动值。RSM模型能较准确的模拟管内颗粒物的沉降过程,且模拟结果与文献数据基本吻合。因此,本文选用RSM模型和随机轨道模型进行随后的研究。其次,本文研究了增设内凸、外凹肋板对通风管内颗粒物沉降特性的影响。结果表明:通风管中增设内凸肋板和外凹肋板均能强化通风管中颗粒物的沉降,且增设内凸肋板时强化倍率更大。对于小粒径颗粒物,内凸肋板中沉降速度的最大强化倍率为7771,外凹肋板最大值为1320;而大粒径颗粒物沉降速度的增加都很小,在内凸肋板和外凹肋板中强化倍率处于1~3之间。另一方面,增设内凸肋板后,通风管道的压力损失急剧增大,约为光滑管的7.18倍,而增设外凹肋板后的风管压降仅为光滑管的1.08倍。将通风管中颗粒物沉降速度的强化倍率和管道内的流动压力损失综合考虑可知,增设外凹肋板后通风管中颗粒物的沉降效率比略大于内凸肋板。考虑到增设内凸肋板对管内颗粒物沉降的强化效果更好,故本文对增设不同形状内凸肋板的通风管进行进一步研究。最后,本文研究通风管内增设五种不同结构(前三角、后三角、前梯形、后梯形、正方形)内凸肋板对颗粒物沉降特性的影响。通过分析可知,相比于光滑管,增设不同结构的肋板都对小粒径颗粒物的沉降有较大的强化作用,而对大粒径颗粒物的沉降虽有强化但效果较弱。另一方面,带肋板的风管中气相流动压降比光滑管增加了6.7-8.8倍,因此,增设肋板对大粒径颗粒沉降过程无明显加强。相比于其他四种结构,前梯形肋板对通风管内颗粒物的沉降过程强化作用和综合效率比最大。总之,在通风管壁表面增设一定结构(如前梯形)的肋板能加强通风管中颗粒物的沉降,这一点对小粒径颗粒物作用更加明显。显然这为去除通风管中的小粒径颗粒物提供了一种可行的思路和方法。