单丝平纹滤料可以直接作过滤用,但由于其渗透性较好,因而只能做粗滤.而多数情况下平纹滤料只是作为实际工业滤料(针刺毡)的一部分,以基布形式存在,而被用于工业通风滤尘领域.因为滤料的结构特性对过滤效率和压力损失有着重要的影响,因而利用数值模拟方法研究平纹滤料的结构参数对其过滤性能的影响,对于实际工业滤料在纤维网、纤维类型等不变的情况下也有着一定的指导意义.
　　但在纤维过滤器的数值研究方面,目前的研究多使用无纺纤维介质.而对于纺织纤维介质的数值研究,尤其对其过滤性能的研究却很少.纺织纤维有平纹、缎纹、斜纹等,在工业滤料领域平纹是最常用的基布,而其结构参数对其过滤性能有着很大的影响,同时也会影响整个工业滤料的特性.事实上国内外研究学者对有不同材料(如聚酯纤维、羊毛等)纺织而成的纤维对于亚微米颗粒的过滤性能的比较较为感兴趣,因此,对于纺织纤维的研究多以实验研究为主.但所使用的流体介质为水,而非空气.国内外对平纹结构纤维过滤器无论是实验研究还是数值研究表明:如果改变其结构参数和运行条件,往往需重复计算很多次.因此如果不对此进行优化设计,其工作量是相当大的.而响应曲面法(Responsesurfacemethodology)恰好能够解决正交试验所带来的麻烦,并已得到了广泛应用.
　　数值模型建立
　　响应曲面法
　　研究该纤维结构的过滤特性时只考虑3个因素,即L1/df,L2/df,Re,而这些影响因素实际上已考虑到纤维体积份额(SVF)的影响.一种估计方程中各参数的方法是研究在3个不同水平下所有因素的响应特性.这种全部析因设计将需33=27种不同的CFD模拟.从时间和资源角度考虑,全部析因设计是不可取的.本文所采用的三因素三水平面中心合成设计仅需15次CFD模拟,和三水平的全部析因设计相比计算数量大大减少.三因素三水平面中心合成设计.该设计在各坐标轴上所取的点是立方体各个面上的中心点.