反映博物馆展柜瞬态环境温度变化的三维CFD建模与分析

温湿度是评价文物保存微环境的重要因素。目前，基于文物预防性保护工作的要求产生了大量文物保存微环境监测数据。如何更好地分析、利用现有的数据，建立有效的数学分析模型，用以评估并优化现有的环境调控措施是预防性保护工作的重要课题。本研究使用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)的方法，建立能够反映展柜所处环境温度瞬态变化的三维CFD仿真模型，通过瞬态温度边界建模方法，将展柜外实测温度数据使用UDF(user defined function)编译，作为模型的瞬态边界条件。模型使用夏季工况的柜内温度实测数据进行标定，并将标定后的模型直接应用于冬季工况。结果表明，经标定后的模型在夏季工况中运行良好，模拟值与实测值间的平均偏差为0.18℃,最大偏差为0.33℃。模型直接应用于冬季工况，表现出很好的预测效果，模拟值与实测值之间的平均偏差为0.029℃,最大偏差为0.081℃,进一步验证了模型的有效性。本研究为预防性保护的监测数据利用及定量化研究提供了一种新的思路，同时证明了CFD技术在文物保护领域的广阔应用前景。