辐射空调房间表面的角系数

辐射空调房间内围护结构表面之间的角系数,以及人体表面与室内维护结构表面之间的角系数,是计算室内辐射热交换的基本参数。目前,有关人体、辐射板、门、窗等表面和其它围护结构表面间的角系数通常较难求解,这里避开了采用传统的直接积分法求解角系数,而是利用对表面边界曲线的角系数积分公式,推导出了相互垂直以及相互平行情况下两矩形表面间的角系数表达式,其过程较为简单;同时把人体形状适当地简化为1个六面体固体,得到了人体与维护结构表面之间的角系数。所得结论不受围护结构表面大小及相对位置的限制,可以有效地求解与人体、辐射板、门、窗等表面相关的角系数。     

低温热水辐射地板动态散热特性研究

根据地板二维非稳态散热过程数值分析发现,在常用辐射供暖地板结构下,系统停止运行后13 h左右,地板散热趋于稳定,20 h后可认为地板散热过程结束.为了便于工程上辐射地板散热量计算,把地板二维非稳态散热数学模型简化为一维散热数学模型.通过一维解析解与二维数值解对比分析,发现两者差异在1.5%之内.通过对地板散热数学模型求解分析:获得了系统停止运行后不同填充厚度地板表面平均温度变化率最大值出现时间;填充层厚度越大,地板动态散热越稳定;厚度大于60 mm时,温度变化率已无明显差异.     

河流水质模拟的灰色有限差分解

针对河流水环境中信息的不确定性问题,将河流水流速以及弥散系数和衰减系数等参数视作未确知参量,并以灰参数的形式表示,运用灰色理论建立了河流一维水质灰色微分模型.在数值求解过程中,对一维河流水污染的灰色模型求解过程中有限差分法的截断误差进行了修正,得到了具有一种特殊结构的数值模型,并给出了求解方法.通过与解析解和没有修正的灰色解进行对比,表明没有修正的截断误差是不能忽略的.修正后的灰色数值解的灰带更窄而且更加合理.     

高温热源工业建筑室内辐射热在各壁面分布研究

针对高温热源工业建筑室内辐射热在各壁面分布情况,采用有效辐射法,通过理论分析,结合MATLAB进行数值计算,分别研究了围护结构内表面温度、角系数以及热源发射率对室内辐射热在各壁面分布的影响.结果发现:围护结构内表温度对各壁面的净辐射得热强度和净辐射热分配比例的影响可以忽略;壁面净辐射得热强度、净辐射热分配比例分别与该壁面对热源面的角系数、热源面对该壁面的角系数成正比;壁面净辐射得热强度与热源发射率成正比,净辐射得热分配比例与热源发射率无关.     

明渠流动S-K模型在具有垂直壁面的复式断面下的数值模拟

在具有垂直壁面的复式断面S-K模型数值计算中一般都是采用斜坡近似法,但该方法在滩槽交界面处的流速计算值与S-K模型解析解差别较大,为解决该问题,提出了结合解析解求解时拟定的边界条件的耦合迭代方法,该方法大大改善了斜坡近似法的不足,其数值模拟结果与S-K模型解析结果吻合良好,能够更为精确地计算棱柱体河槽深度平均流速分布和壁面切应力分布,可有效解决直立壁面边界速度突变的问题,对数值计算中类似问题的解决具有参考价值,也为S-K模型在实际工程中的广泛应用提供新的途径.     

高频热扰对地铁隧道土壤温度的影响

在考虑地铁区间内空气与周围土壤耦合换热的基础上建立地铁土壤温度预测模型。利用有限差分法对该模型进行数值求解,并将针对特定问题的求解结果与解析解进行了对比验证。将由列车运营带来的高频热扰简化成3种不同形式,利用土壤温度预测模型求出相应的土壤温度响应。模拟的结果发现高频热扰对区间空气以及壁面会带来明显的温度波动,但是对土壤内部的温度分布影响有限。     

航天器温度场的蒙特卡罗法计算

将蒙特卡罗法与热网络法相结合来求解航天器的温度场,采用蒙特卡罗法计算热网络节点间的红外辐射网络系数和表面单元的太阳光辐射传递系数,以消除角系数计算中的不合理假设,在此基础上,编制了计算辐射传递系数和求解热网络方程组的计算软件;结合由NEVADA软件得出的外热流数据,对某卫星平台的热设计方案进行了稳态温度场计算分析,经研究发现,将蒙特卡罗法与热网络法相结合对系统的复杂结构和部件表面的辐射特性有很好的适应性,但计算量较大。     

低温热水辐射地板传热平面肋片模型的改进

采用肋基温度系数法对辐射地板传热的平面肋片模型进行了修正。利用有限元法对二维低温热水辐射地板导热微分方程进行了数值模拟计算。将原有平面肋片模型计算结果和改进后的模型计算结果与数值模拟结果比较,表明改进后的平面肋片模型计算结果比原有模型更接近数值模拟结果,与现有的地方规范中的数据基本吻合。     

低温热水辐射地板传热平面肋片模型的改进

采用肋基温度系数法对辐射地板传热的平面肋片模型进行了修正。利用有限元法对二维低温热水辐射地板导热微分方程进行了数值模拟计算。将原有平面肋片模型计算结果和改进后的模型计算结果与数值模拟结果比较，表明改进后的平面肋片模型计算结果比原有模型更接近数值模拟结果，与现有的地方规范中的数据基本吻合。     

模拟盐雾氯离子在混凝土中的沉积特性研究

调查了滨海盐雾区基本的环境参数,通过综合盐雾腐蚀箱来模拟盐雾环境,采用不同配合比的混凝土试样,研究了盐雾氯离子在混凝土中的沉积特性,研究表明水灰比对氯离子在混凝土表面的沉积有很大的影响,随着水灰比的增大,氯离子的表面沉积量也增大,实验中,引入环境系数的概念,提出经过修正的Fick第二定律,推导出修正后的解析解,结果显示在实验室环境下,当环境系数取1.3时,修正的Fick第二定律和实测数据符合得很好。     

考虑辐射换热的建筑结构温度场的数值模拟

借助于通用有限元软件ABAQUS对典型的建筑结构屋面和墙体在周围环境温度、太阳辐射及非线性辐射交换等周期性变化的边界条件下的温度场进行了数值模拟.模拟结果表明:与有限体元法(FVM)相比,采用有限单元法(FEM)也能得到可靠的温度参数;非线性辐射换热相比于表面对流换热来说不能忽略;保温层的铺设对混凝土板的温度分布有重要影响.     

人体对手机辐射吸收剂量的仿真研究

基于时域有限差分法在两种电磁辐射源作用下,对人体组织的局部比吸收量分布进行了数值分析计算,并利用三维数值电磁仿真软件对人体局部的比吸收率分布进行了仿真分析计算。结果表明,人体组织对电磁辐射吸收剂量的分布极不均匀,它与辐射频率、辐射强度、暴露时间以及人体组织的导电率、介电常数等多种参数有关。仿真研究表明减少手机表面电流、避开人体谐振频率可以减少人体的比吸收率。     

高层结构屋顶构架风振控制设计与研究

以合景大厦为工程背景,介绍了屋顶构架风振控制设计,并给出了基于弯曲错动耗能的阻尼片的试验性能分析及屋顶构架控制的数值计算结果.分析结果表明:增加阻尼材料厚度和钢板厚度均可增加阻尼片的耗能能力;在结构中布置阻尼片可以有效地降低屋顶构架及结构顶层的动力响应,能够较好地改善屋顶构架的层间相对位移,满足结构舒适度要求.构架层间位移角最大控制效果为41.4%,构架顶点位移响应最大值控制效果为13.9%,结构顶点加速度响应最大值控制效果为38.3%.在本工程采用的耗能减振技术,具有明显的技术经济效益.     

建筑物表面接收太阳辐射量的计算分析

在建立太阳辐射量计算模型的基础上,以长沙地区建筑物为例,通过编制计算机程序,计算了建筑物屋顶和不同方位的竖直墙面接收的太阳能辐射量,并进行了分析.分析结果表明：在长沙,建筑物屋顶接收太阳辐射量最大,竖直墙壁方位角在-45°～＋45°内变化时,太阳辐射量也较大;其余方位墙壁接收太阳辐射量则明显偏小.以上分析结果可为发展城市太阳能光伏建筑一体化提供理论参考.     

松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应分析

依托江西萍莲高速莲花隧道,建立考虑松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应的隧道开挖三维有限元计算模型,实现不同管棚注浆加固参数对隧道开挖稳定性影响的定量分析,在数值计算过程中研究注浆加固区力学参数(弹性模量、黏聚力)、管棚间距、注浆半径等因素对隧道稳定性的影响,并将研究成果应用于依托工程中,验证数值计算结果的正确性。研究结果表明:在隧道进洞段,隧道拱顶区域与掌子面前下方区域存在塑性区,上述2个区域为隧道进洞开挖过程中最易失稳的区域;管棚注浆加固可有效限制围岩变形,降低围岩体积应变,且管棚注浆加固区可有效隔离拱顶区域的围岩塑性区,有利于保证隧道拱顶安全;在整个管棚注浆加固长度内,管棚最大沉降量出现在隧道开挖掌子面附近;管棚最大沉降量的绝对值与注浆加固区弹性模量及注浆半径负相关,而与管棚间距正相关,但管棚间距对管棚最大沉降量的影响程度相比其他2个因素小。     

松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应分析

依托江西萍莲高速莲花隧道,建立考虑松散地层隧道进洞段管棚注浆加固效应的隧道开挖三维有限元计算模型,实现不同管棚注浆加固参数对隧道开挖稳定性影响的定量分析,在数值计算过程中研究注浆加固区力学参数(弹性模量、黏聚力)、管棚间距、注浆半径等因素对隧道稳定性的影响,并将研究成果应用于依托工程中,验证数值计算结果的正确性。研究结果表明:在隧道进洞段,隧道拱顶区域与掌子面前下方区域存在塑性区,上述2个区域为隧道进洞开挖过程中最易失稳的区域;管棚注浆加固可有效限制围岩变形,降低围岩体积应变,且管棚注浆加固区可有效隔离拱顶区域的围岩塑性区,有利于保证隧道拱顶安全;在整个管棚注浆加固长度内,管棚最大沉降量出现在隧道开挖掌子面附近;管棚最大沉降量的绝对值与注浆加固区弹性模量及注浆半径负相关,而与管棚间距正相关,但管棚间距对管棚最大沉降量的影响程度相比其他2个因素小。     

Analysis of roof and pillar failure associated with weak floor at a limestone mine

A limestone mine in Ohio has had instability problems that have led to massive roof falls extending to the surface. This study focuses on the role that weak, moisture-sensitive floor has in the instability issues.Previous NIOSH research related to this subject did not include analysis for weak floor or weak bands and recommended that when such issues arise they should be investigated further using a more advanced analysis. Therefore, to further investigate the observed instability occurring on a large scale at the Ohio mine, FLAC3 D numerical models were employed to demonstrate the effect that a weak floor has on roof and pillar stability. This case study will provide important information to limestone mine operators regarding the impact of weak floor causing the potential for roof collapse, pillar failure, and subsequent subsidence of the ground surface.     

北京若干住宅建筑的热环境分析

使用集成于CAD之上的模拟软件DeST(Designer‘s Simulation Toolkit)对北京的若干幢住宅建筑进行了详细的热环境分析 。DeST中的模型使用状态空间法计算房间的冷、热负荷和热特性。计算中考虑建筑外表面的阴影遮挡,最后得到的结果是基础室温和冷热负荷。从结果可以看出建筑设计对于节能的重要性,同时不同的围护结构保温和外窗遮阳也对室内热环境有很大影响。所有计算的建筑保温均好于北京暖节能住宅的围护结构传热系数限值,使其热负荷低于北京节能住宅的采暖耗热量指标。通过对不同建筑的比较还可以得出建筑的朝向、体形系数、窗墙比、通风方式与建筑能耗之间的关系。不同房间的冷负荷则根据其所处的楼层和朝向而各有不同。其中最突出的问题是由于屋顶保温的相对不足,使顶层空间的冷负荷大大高于其它楼层的房间。可见冬季的围护结构传热系数限值无法满足夏季的要求,制定这方面的节能标准迫在眉睫。在北京的热网计量收费改革之后,对房间采暖又提出了新的要求（比如采暖的快速启动,以及实现冬季室温可调）。最后,还分析了夏季自然通风对建筑节能的巨大效果,指出自然通风是实现住宅建筑可持续发展的有效途径。     

Experimental investigation on friction and squeezing of roof structure key blocks corner upon long-wall face

The coefficients of friction and squeezing of the key blocks comer in the roof structure of underground coalface are key factors to roof structure stability quantitative analysis. In this paper, through the special test of three-type corner friction and squeez- ing of real rock specimens, and physical simulation test on the roof key blocks of roof structure as well as the finite element calcula- tion of the corner stress distribution and failure mechanism, the characteristics of friction and squeezing of the roof key blocks comer are revealed. It is found that the friction angle of the roof key blocks corner is the residual friction angle, and the frictional angle of the roof key blocks is 22-32° (average 27°), so the friction coefficient is determined as 0.5. It also found the squeezing strength is less than the uniaxial strength, and the squeezing coefficient of the roof blocks corner is determined as 0.4. Based on the results, the ground control theory can be updated from qualitative analysis to quantitative analysis.     

方型回线辐射电磁场特征物理模拟实验研究

基于电磁场扩散理论,依据物理模拟相似性准则,研究多匝方型重叠回线辐射电磁场特征。模拟结果表明:线圈中心1/3范围内,磁力线近似垂直于线圈平面分布,线圈内其它范围,磁力线小角度偏离线圈平面法线方向,线圈边缘处,磁力线偏离线圈平面法向的角度增大,磁场强度减弱;线圈外距离半个边长以远磁场强度衰减加快。该物理模拟结果对矿井瞬变电磁法探测方向的设计、工作装置和与富水区最佳耦合具有重大指导意义。