Ανίχνευση της όσφρησης σε καμπίνα αεροσκάφους για επαυξημένη εμπειρία επιβατών
Creators: name: Μάντζιου, Σταυρούλα Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Καμπίνα αεροσκάφους
Μηχανική μάθηση
Μεταφορά μάζας
Aircraft cabin
Machine learning
Mass transport

description: Η Αεροπορική Ιατρική στοχεύει στην βελτίωση της φυσιολογίας και της ψυχολογίας του ανθρώπου κατά την πτήση, ενώ στην καμπίνα αεροσκάφους οι οσμές (π.χ. Οργανικές Πτητικές Ουσίες (VOCs)) αποτελούν εδώ και καιρό μια επιχειρησιακή πρόκληση για τις αεροπορικές εταιρείες. Για την κατανόηση της διάχυσης των VOCs (τετραχλωροαιθυλένιο, ναφθαλίνη, στυρένιο, κιτράλη, λιναλοόλη και λιμονένιο), αναπτύσσεται μια προσομοίωση καμπίνας αεροσκάφους, με χρήση υπολογιστικής ρευστομηχανικής (CFD). Πρώτος στόχος αποτελεί η ανάπτυξη του μοντέλου της καμπίνας του αεροσκάφους με χρήση CFD. Ακόμη, δεύτερος στόχος είναι η ανάπτυξη αναλύσεων ευαισθησίας σε μόνιμη κατάσταση λόγω της αλλαγής παραμέτρων εισόδου μάζας (±10 %), σε δυο σημεία στο ύψος των δυο μυτών των επιβατών. Τρίτος στόχος είναι η πρόβλεψη της μεταφοράς μάζας των ουσιών στην καμπίνα του αεροσκάφους με την ανάπτυξη ενός συνόλου δεδομένων από μετρήσεις ανά 10 sec. Τέταρτος στόχος αποτελεί η σύγκριση των χρόνων παραμονής των VOCs και των συγκεντρώσεων των δυνητικά τοξικών VOCs μεταξύ του μοντέλου πραγματικού χρόνου ροής και ενός νέου μοντέλου πραγματικού χρόνου ροής που εφαρμόζονται φίλτρα καθαρισμού του αέρα. Στα αποτελέσματα, για μεταβολή ±10 % προκαλείται στον ρυθμό ροής της μάζας αέρα μεταβολή ~0,08% και στο κλάσμα μάζας κάθε VOC ~0,90%, σε μόνιμη κατάσταση, άρα δεν υπάρχει ευαισθησία του μοντέλου στις μεταβολές της μάζας. Για πραγματικό χρόνο ροής 800 sec του μοντέλου, ο αλγόριθμος Naive Bayes επιλέγεται ως κατάλληλος ταξινομητής με ακρίβεια 96 %. Επιπλέον, η αρχική προσομοίωση και η προσομοίωση που χρησιμοποιεί φίλτρα καθαρισμού αέρα για δυο αλλαγές στον κύκλο ροής του αέρα στην καμπίνα, δείχνει ότι ο χρόνος παραμονής είναι ανεξάρτητος από το μοριακό βάρος κάθε ένωσης. Ακόμη, η συγκέντρωση του τετραχλωροαιθυλενίου για τις συγκεντρώσεις που χρησιμοποιείται στην καμπίνα είναι τοξική. Τέλος, υπάρχουν ασσυμετρίες ροής εντός της καμπίνας, που υποδηλώνουν ότι δεν μοιράζονται όλοι οι επιβάτες την ίδια ταξιδιωτική εμπειρία.
description: Aviation Medicine aims to improve human physiology and psychology during flight, while in the aircraft cabin odors (e.g. Volatile Organic Compounds (VOCs)) have long been an operational challenge for airlines. To understand the diffusion of VOCs (tetrachlorethylene, naphthalene, styrene, citral, linalool and limonene), an aircraft cabin simulation is developed, using computational fluid mechanics (CFD). The first objective is to develop the aircraft cabin model using CFD. Also, a second objective is the development of sensitivity analysis in steady state due to the change of mass input parameters (±10%), at two points at the height of the two noses of the passengers. A third objective is to predict the mass transfer of substances in the aircraft cabin by developing a data set from measurements every 10 sec. A fourth objective is to compare the residence times of VOCs and the concentrations of potentially toxic VOCs between the actual time flow model and a new actual time flow model applied air purification filters. In the results, a change of ±10% causes the air mass flow rate to change by ~0.08% and the mass fraction of each VOC by ~0.90%, at steady state, so there is no sensitivity of the model to changes in mass. For an actual flow time of 800 sec of the model, the Naive Bayes algorithm is selected as a suitable classifier with an accuracy of 96 %. In addition, the initial simulation and the simulation using air cleaning filters for two changes in the cabin air flow cycle, show that the residence time is independent of the molecular weight of each compound. Also, the concentration of tetrachlorethylene for the concentrations used in the cabin is toxic. Finally, there are flow asymmetries within the cabin, suggesting that not all passengers share the same travel experience.