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基于CFD数值模拟的消毒鞋柜结构改进设计
基于CFD数值模拟的消毒鞋柜结构改进设计
摘要：
随着全球疫情的持续蔓延，消毒鞋柜作为一种重要的防控措施，被广泛应用于公共场所及家庭环境中。现有的消毒鞋柜在灭菌效果、操作便利性和能源消耗等方面仍然存在一些问题。本论文基于计算流体力学（CFD）数值模拟方法，对现有消毒鞋柜的结构进行改进设计，以提升灭菌效果和减少能源消耗。
引言：
消毒鞋柜是一种能够通过紫外线或其他灭菌技术对鞋子进行消毒的装置。消毒鞋柜在公共场所和家庭环境中极为重要，因为鞋子可能会携带各种细菌和病毒，成为传播疾病的途径之一。然而，现有的消毒鞋柜在灭菌效果和能源消耗方面仍然存在一些问题，需要进行结构改进设计。
方法：
本研究采用CFD数值模拟方法，通过建立消毒鞋柜的三维模型，并结合流体力学原理和辐射传热理论，对其内部流场和温度分布进行模拟和分析。在此基础上，针对现有消毒鞋柜的问题，提出结构改进设计方案，并通过数值模拟方法评估改进效果。
结果与讨论：
通过数值模拟计算得到的结果显示，现有消毒鞋柜中的紫外线辐射不均匀，导致鞋子某些部位的灭菌效果较差。同时，现有消毒鞋柜在能源消耗方面也存在问题，过高的能耗使得长时间使用不经济且不环保。为了提升灭菌效果，我们提出了增加紫外线灯管数量和布局优化的方法。通过数值模拟，我们发现合理增加灯管数量和调整布局可以显著提高灭菌效果。此外，为了降低能源消耗，我们提出了使用可调节的紫外线辐射功率和智能控制系统的设计方案，通过根据鞋子数量和灭菌需求动态调节紫外线辐射功率，实现能源的最优利用。
结论：
本研究基于CFD数值模拟方法对消毒鞋柜进行了结构改进设计，并通过数值模拟评估了改进效果。结果显示，增加紫外线灯管数量和优化布局以及使用可调节的紫外线辐射功率和智能控制系统等改进方案可以显著提升灭菌效果并减少能源消耗。这些改进设计为消毒鞋柜的进一步优化提供了有价值的参考。
关键词：消毒鞋柜；CFD数值模拟；结构改进设计；灭菌效果；能源消耗