This thesis presents a numerical investigation of CabinAir’s Ion Tech air purification system using COMSOL Multiphysics. The work combines finite elementmodeling (FEM) and computational fluid dynamics (CFD) to study both the mechanical sealing performance and the particle filtration behavior of the system. In the FEM part, a nonlinear contact model of a rubber gasket compressed between two rigid flanges was developed. The gasket material was modeled as a hyperelastic material using a Neo-Hookean constitutive model. The influence of gasket compression, material stiffness, and internal pressure on the contact pressure distribution was investigated. The results show that the contact pressure increases with increasing displacement and with increasing material stiffness, while the influence of internal pressure remains relatively small compared to the mechanical compression. In the CFD part, particle tracing together with electrostatic and plasma modeling was used to analyze the ionization process and the influence of the electric field on particle transport and collection behavior. The simulations show how corona discharge and electrostatic effects influence particle motion and contribute to enhanced particle capture.

Detta examensarbete presenterar en numerisk undersökning av CabinAirs luftreningssystem Ion Tech med hjälp av COMSOL Multiphysics. Arbetet kombinerar finita elementmetoden (FEM) och beräkningsströmningsdynamik (CFD) för att studera både den mekaniska tätningsprestandan och systemets partikelreningsbeteende. I FEM delen utvecklades en icke linjär kontaktmodell av en gummitätning som komprimeras mellan två styva flänsar. Tätningens material modellerades som ett hyperelastiskt material modell med hjälp av en Neo-Hookean konstitutiv modell. Inverkan av tätningskompression, materialstyvhet och internt tryck på kontakttrycksfördelningen undersöktes. Resultaten visar att kontakttrycket ökar med ökande förskjutning och med ökande materialstyvhet, medan det interna tryckets inverkan är relativt liten jämfört med den mekaniska kompressionen. I CFD delen användes partikelspårning tillsammans med elektrostatiska och plasmamodeller för att analysera joniseringsprocessen samt det elektriska fältets påverkan på partikeltransport och insamlingsbeteende. Simuleringarna visar hur coronaurladdning och elektrostatiska effekter påverkar partiklarnas rörelse och bidrar till förbättrad partikelinfångning.