的控制參數組合，並且以多組數據來驗證模擬的可行性。
部空氣壓力與海水相當，造成空氣壓力較大對於呼吸阻抗有相當 表示為呼吸容積率(Respiratory Minute Volumes，RMV)，單位為每 分鐘內的呼吸容積。主要測試62.5 RMV－以2.5公升單次吸氣量乘上 每分鐘頻率25次，相當於潛水員在激烈活動中的換氣量，也是歐洲
運動就有如常人呼吸。而變驅軸的轉速就可以達到各種狀態下人
3-3.2 電子壓力計 與流體兩部份(圖3.7)。閥門機構則藉由AMS Adams的動態分析軟體進 行分析，而本體內氣流場分析將使用FLOW-3D模流分析軟體。
3-5 閥門機構分析 MSC Adams 3-5.1 分析程式 簡述 Adams
Adams 軟體是由美國 MDI（Mechanical Dynamics，Inc.）公司 開發的，由於其優異的“虛擬樣機”技術，使 Adams 軟體迅速發展成 CAE 領域中使用範圍最廣、應用行業最多的機械系統動態模擬工具，
占據了該領域 53％的市場（Daratech 數據），許多國際化大型企業
均採用 Adams 作為其機械系統動態模擬的主要平台。在 2002 年 MSC 公司以 1.2 億美元現金收購了 MDI 公司，從此 Adams 成為 MSC 公司的 產品，稱為 Adams。Adams 可用於建立複雜機械系統的“虛擬樣機”，
在真實工作條件下真實地模擬所有運動，並且快速分析比較各種設 計，直到獲得最佳的設計方案，從而減少昂貴的物理樣機、提高產品 設計水準，大幅縮短產品開發周期和開發成本。
其中 Adams 內建的模組有以下 Adams/Car Package
Adams/Solver Package Adams/Engine Package Adams/Flex
Adams/Vibration Adams/View Adams/Exchange
Adams/Car Suspension Design Libraries Adams/Controls
Adams/Durability
EASY5 - Adams Combined Hydraulics Package Adams 模組 - Adams/View
使用 Adams/View，使用者可以像建立物理樣機一樣建立任何機械 系統的虛擬樣機(圖 3.8)。首先建立運動部件（或者從 CAD 軟體中導 入）、用約束將它們連接、通過裝配成為系統、利用外力或運動將他 們驅動。為了提高模擬的精度，也可以在模型中使用彈簧、阻尼器和 摩擦等。Adams/View 支援參數化建模，以便能很容易地修改模型並
用於實驗研究。 使用 Adams/View，使用者在模擬過程進行中或者當
3-5.4 測試項目及移動條件設定 台的條件， FLOW-3D的邊界條件設定也必須符合ANSTI測試機中的相 關特性。測試機是利用活塞的往復運動來達到模仿人類呼吸時的動 作，為了能準確的模擬測試機中活塞所造成的負壓吸氣，必須測試 FLOW-3D下(General Moving Objects，GMO)效果，進而加入部分動態 組件，確定組件在FLOW-3D下可以進行動態運動來達到實體活塞的效 果。
如果以GMO進行模擬的結果不如預期，例如發生不可收斂或是運 算時間過久，就必須降低模擬複雜度，因此假定活塞所造成的氣體流 動速率與活塞相同，進而定義邊界條件為固定吸氣流速。
除了以實際機台作為模擬時邊界條件的參考設定外，考量到測試
FLOW-3D 是由美國 Flow Science Inc. 所製作，可以研究液體及
氣體的動態行為，是專門用來作模流分析的一種軟體，例如可以用來 做壓鑄模穴之充填分析、熱傳分析、料管波形分析等等。由於理論基 礎乃是根據流體力學之連續方程式、動量方程式以及白努力定理等 等，因此幾乎可以應用在各種流動型態。計算液體自由表面時則以 VOF 法（Volume Of Fluid Method）為主，不但能夠模擬複雜的流體 行為，還可避免大量的記憶空間浪費並節省計算時間，採用的數值方 法為有限差分法（Finite Difference Method ， FDM）。本套軟體本 身即有前處理器，也就是可以建構簡單的幾何圖形，並具有網格建立
FLOW-3D 裡面的一般移動物件（ＧＭＯ）模組可以模仿剛性物體 的運動，不管是使用者自行定義動作(
prescribed motion
)，或是與 流體間相互運動(coupled motion
)。在 prescribed motion 下流體會受到物件的影響而做動，但是物件不受流體影響，而在 coupled motion 下物體與流體會互相的影響。在兩種模式下皆可獨立定義物 件各軸向運動，包括沿單軸移動或旋轉，或是單獨限制單軸的運動量
部改用新的ＧＭＯ模組，只要將參數 IMO(NOB)=±1 修改為
力也會不一樣，因此依據閥門開度將隔膜變形設定成四個階段(表
環境壓力相等。 14~14.5atm 之間，看使用狀態以及一級調節器性能而定，在 FLOW-3D 下模擬時，此輸入端的邊界條件將設為 14atm。
程，換算之後可得活塞移動速度為 58 cm/s。
c. 定吸氣流速
為了減少 GMO 在 FLOW-3D 下的運算時間，參考上述邊界條件中的 活塞速度，假設定活塞速度所照成內部空氣移動與活塞速度相同，因 此將出口邊界條件設定成固定流速。
表 3.1 各種參數實驗模型
表 3.2 隔膜壓縮量與閥門開度
參考圖
狀態 隔膜壓縮量(mm) 閥門開度(mm)小開度 2.38 0.3
中開度 5.14 0.6
大開度 8.3 0.9
極限 11.3 1.16
特徵
噴射孔 開=O 關=X
編號 代號 上 下
導流板角度
一號模型 N0 O O 0
二號模型 B0 X O 0
三號模型 T0 O X 0
四號模型 S0 X X 0
五號模型 S22.5 X X 22.5
六號模型 S45 X X 45
圖 3. 1 RG9P 二級調節器
圖 3.2 本體內部特徵
圖 3.4 呼吸模擬器示意圖
圖 3.5 ANSTI 輸出 P-V 圖
圖 3.6 電子式壓力計
圖 3.7 數值分析軟體選用
圖 3.8 Adams View 操作介面
圖 3.9 彈簧參數設定
圖 3.10 隔膜位置-時間圖
圖 3.11 隔膜變速曲線
FLOW-3D
圖 3.15 定活塞速度模型
圖 3.16 定流速模型模型
圖 3.17 定吸氣負壓邊界條件設定