Experimental and CFD study of unsteady airborne pollutant transport within an aircraft cabin mock-up

Yan, Wei; Zhang, Yuanhui; Sun, Yukun; Li, Dongning

doi:10.1016/j.buildenv.2008.01.010

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“…Bianco et al Yan et al [15] presented a study on the airborne pollutant transport within an aircraft cabin mock-up with both experimental and CFD approach. A steady airflow field was simulated first and then it was compared with the experimental data.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical investigation of transient thermal and fluidynamic fields in an executive aircraft cabin

Bianco¹,

Manca²,

Nardini³

et al. 2009

Applied Thermal Engineering

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International audienceThe objective of the present work is the numerical simulation of the thermal and fluid dynamic field in the cabin of an executive aircraft. A transient analysis is conducted on three and two-dimensional models of an executive aircraft cabin and a comparison of the two approaches is provided. In the model, a global thermal conductance was considered to take into account both the external environment and the fuselage material. The results, provided in terms of graphs and contours, refer to the three and two-dimensional models with inclined top inlets with respect to the vertical direction of an angle of 45°. A good qualitative agreement between the results of the two and three dimensional models is detected

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical investigation of transient thermal and fluidynamic fields in an executive aircraft cabin

Bianco¹,

Manca²,

Nardini³

et al. 2009

Applied Thermal Engineering

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“…O equipamento gerador de aerossol utilizado foi configurado para gerar partículas de tamanho médio 4,0 µm ± 1,1 µm e concentração máxima na ordem de 1,2x10 6 partículas/cm 3 , valores estes equivalentes às gotículas exaladas em espirro contínuo [23]. O gerador de aerossol fornece vazão entre 3,5 e 4,0 ℓ/min., valores estes semelhantes à vazão média de ar de inalação e exalação das pessoas [24]. Para simular a fonte contaminante, foi utilizada a substância DEHS, que se mostrou bastante adequada para este tipo de ensaio, por possuir propriedades semelhantes às da água (ρ=915 kg/m…”

Section: Método De Geração Das Partículasunclassified

Influência De Sistema De Ventilação Personalizada Instalado Na Poltrona Na Dispersão De Partículas Expiratórias Em Cabine De Aeronave: Resultados Finais

Celline¹,

Fabichak²,

Tribess³

2017

Blucher Engineering Proceedings

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RESUMOCada vez mais, o desenvolvimento de aeronaves vem ocorrendo, não somente visando a segurança nos voos, mas também com o propósito de prover bem-estar e conforto a bordo. Uma das formas de melhorar as condições de conforto térmico no interior das cabines de aeronaves consiste na utilização de sistemas de ventilação personalizada, permitindo aos ocupantes criar condições de microclima em seu entorno. No entanto, há a necessidade de se verificar se estes sistemas podem também auxiliar na remoção de contaminantes no interior das aeronaves. Resultados finais de estudo da influência de sistema de ventilação personalizada instalado na poltrona na dispersão de partículas expiratórias em um mock-up de 12 lugares são apresentados no presente trabalho. Resultados parciais deste estudo foram apresentados no SIMEA 2016. O mock-up, instalado no Laboratório de Conforto Térmico e de Qualidade do Ar da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, possui as mesmas características do interior de uma aeronave comercial com quatro poltronas por fileira. Os ensaios foram realizados com temperatura do ar insuflado na cabine a 18°C, correspondendo a uma leve sensação de frio, e temperatura do ar insuflado pelo sistema personalizado a 24°C, com vazão de 3,0 ℓ/s. As partículas simulando uma pessoa espirrando foram injetadas em dois pontos no fundo da cabine, respectivamente, na poltrona próxima da fuselagem e na poltrona perto do corredor, a 1,10m do piso, que corresponde à região de respiração. A contagem de partículas também foi realizada a 1,10m do piso nos assentos da fileira imediatamente à frente do ponto de injeção das partículas, ou seja, na fileira do meio do mock-up, onde se encontra instalado o sistema de ventilação personalizada. Medições para o mapeamento dos perfis de temperaturas e de velocidades do ar também foram realizadas. Os resultados mostraram que a dispersão de partículas sofre forte influência do sistema de ventilação personalizada e do ponto de injeção das partículas. A quantidade de partículas expiratórias na cabine sempre foi menor quando a injeção foi feita pelo assento junto à fuselagem. Isto ocorre devido ao sistema de ventilação da cabine ser por mistura, com exaustão do ar pela parte inferior próximo da fuselagem. Por outro lado, a injeção de partículas pelo corredor é a condição mais favorável à dispersão das partículas expiratórias. O sistema personalizado instalado na poltrona no assento próximo da fuselagem e no assento próximo do corredor foi capaz de reduzir, respectivamente, em 40% e 65% a quantidade de partículas expiratórias na zona de respiração nestas poltronas. Adicionalmente, quando o sistema personalizado está funcionando junto ao corredor, a redução das partículas em toda a fileira é de quase 60% em comparação ao sistema personalizado desligado.

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“…In fact, most of the latex particles were transported within a short distance from the coughing person in the first 30 s and then could be transported to the entire space with a uniform droplet distribution in 4 min (Gupta et al, 2011). As the source location significantly affects the pollutant transport within an aircraft cabin (Yan et al, 2009), the use of downward plane jet to separate the space into a few sub zones may minimize the transport of respirable particles of a cough from the source.…”

Section: Personal Protection Efficiency (Ppe)mentioning

confidence: 99%

“…It indicates that a cough jet may not penetrate the downward jet and reach the breathing zone directly. In another words, a vertical downward plane jet (two-jet) method with a higher initial momentum may prevent the transport of virus or bacteria after coughing, which may affect the local micro-environment and the entire indoor environment effect due to the mixing airflow in a space (Yan et al, 2009) (a) average personal exposure value of the exposed dummy to a cough from a source dummy with DPJ (two-jet) (b) instantaneous personal exposure value of the exposed dummy to a cough from a source dummy in case 5, (c) instantaneous personal exposure value of the exposed dummy to a cough from a source dummy in case 8.…”

Section: Personal Exposure With Two Downward Plane Jetsmentioning

confidence: 99%

Characterizing the Dynamic Interactions and Exposure Implications of a Particle-Laden Cough Jet with Different Room Airflow Regimes Produced by Low and High Momentum Jets

Cao

Liu

Boor

et al. 2015

Aerosol Air Qual. Res.

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The objective of this study is to examine the dynamic interaction of a cough jet with different indoor airflow distributions created by linear slot diffusers considering the inter-personal transport of coughed particles. The experimental measurements were performed in a chamber, where the interaction of a cough jet and downward jets with various momentums was visualized by smoke. In this study, parameters related to the dynamic interaction of a transient cough jet and a steady downward jet have been studied: (1) distance between the cough jet source and an exposed dummy (ED); (2) the initial momentum of the downward plane jet. The experimental results indicate that the ceiling-attached horizontal jets that are widely applied in the over-head mixing ventilation systems have difficulties in deflecting the cough jet, and thereby have difficulties in reducing inter-personal transport of the coughed particles. This study found that a downward plane jet could prevent the transport of cough particles from the cough dummy to the ED. When the ED is standing 0.5 meter away from the cough dummy, the personal exposure (PE) level to coughed particles by using a downward plane jet could be two orders of magnitude lower than by using ceiling-attached horizontal jets. In addition, this study quantifies the interaction of a cough jet and a downward plane jet in their ability to reduce exposure to coughed particles. The results may be used in the process of diffuser selection and suggests that ventilation systems employing downward plane jets with high discharge velocities might be useful in public spaces to reduce inter-personal exposure to coughed particles.

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Experimental and CFD study of unsteady airborne pollutant transport within an aircraft cabin mock-up

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Numerical investigation of transient thermal and fluidynamic fields in an executive aircraft cabin

Numerical investigation of transient thermal and fluidynamic fields in an executive aircraft cabin

Influência De Sistema De Ventilação Personalizada Instalado Na Poltrona Na Dispersão De Partículas Expiratórias Em Cabine De Aeronave: Resultados Finais

Characterizing the Dynamic Interactions and Exposure Implications of a Particle-Laden Cough Jet with Different Room Airflow Regimes Produced by Low and High Momentum Jets

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