风道结构对自提冷冻冷藏柜热性能的影响研究

冷冻冷藏柜依靠风机推动内部气流强制循环来实现柜内的冷却,通过优化风道结构可显著改善其热环境. 论文借助CFD仿真软件将某自提冷冻冷藏柜内部温度场及气流组织等结果可视化,探究风道结构对柜内热性能的影响规律. 通过改变风机方向、风道宽度及风道倾角建立多个模型进行对比,筛选出最优的结构模型. 研究结果表明:风机垂直于地面设置,风道宽度为8 cm、倾角为1.8°的冷柜内部热性能最为理想.     

气流组织形式对室内空气环境影响的数值模拟

以计算流体力学和传热学为基础,利用FLUENT软件建立了四种典型气流组织形式的物理及数学模型,运用Κ-ε模型对室内气流组织进行了三维数值模拟.对各种气流组织形式下建筑物室内的流场、温度场及浓度场的数值模拟结果进行分析比较.结果表明:置换通风在温度场、速度场、污染物浓度场、通风效率及人体热舒适性等方面均优于混合通风的几种气流组织形式.     

SS400钢焊接温度场数值模拟与试验验证

为得到SS400超细晶钢焊接温度场分布规律,用ANSYS软件,对SS400钢焊接温度场进行模拟计算,利用体生热率及生死单元技术来实现热源移动和焊缝的生成,得到一定焊接工艺下的焊接温度场分布规律。为验证模拟计算结果的准确性,进行了8 mm厚SS400钢平板对接焊试验,对焊接温度场进行了测定。对比结果发现,模拟计算的温度场与试验温度场变化规律基本相同。用ANSYS分析焊缝及热影响区的热循环曲线是可行的。     

地震作用下可液化土的数值模拟与试验验证

将有限差分法程序用于可液化土的地震响应分析,采用动力和流体的流固耦合理论分析了振动过程中土体孔隙水压力的产生、扩散与消散,并对液化场地桩-土-结构相互作用体系振动台试验进行了三维数值模拟;通过与振动台试验数据的对比分析,验证了计算模型的可靠性和合理性。结果表明：采用的方法能较好地模拟可液化土的动力特性,所得结论为液化场地土-结构相互作用体系动力分析提供了参考。     

风道入口段的数值模拟及优化设计

根据某工程双吸离心风机风道布置的特殊要求,采用单吸风口、双出口的风道结构。为了保证风机2个进风口空气流量分配的均匀性,利用计算流体力学软件对风道内流动进行了数值模拟。通过模拟结果发现,风道入口的湍流区对出口流量分配影响明显,需要对入口处的空气流动采取导流措施。计算结果显示,优化入口风道结构后,双出口流量分配达到了很好的均匀性。     

曲线风障对桥面风环境影响的数值模拟

以象山港大桥风障性能研究为背景,采用二维RNG k-ε湍流模型对不同透风率不同风攻角下曲线风障的减风效果进行了数值模拟。通过数值模拟表明:RNG k-ε湍流模型能成功地模拟设置了曲线风障的桥梁断面非定常绕流问题;桥梁风障减风效果与透风率大小、来流风攻角以及风障高度有密切关系。此外分析车道中心线处风剖面和风速折减系数变化曲线知道:风障减风效果大小随着风攻角由负变为正成线性下降趋势并且下游车道受风攻角的影响更为显著;但是风障减风效果并非随着透风率的增大呈线性变化趋势,而是在某一透风率范围内,风障减风效果趋于稳定,通过这一现象可以确定最优风障透风率大小。     

复合材料称重结构的数值模拟与试验研究

复合材料称重结构耐腐蚀、抗疲劳性能优于金属称重结构.根据复合材料秤体铺层工艺,加载条件,在有限元软件中对结构进行数值模拟.通过与静态加载试验的对比分析,调整数值模型,建立一种数值模拟方法,可以准确地对复合材料秤体加载后的应力、应变分布情況进行准确预报.     

非对称建筑外形对周围风环境影响的数值模拟

目的分析非对称外形建筑周围风环境的风场分布及非对称建筑外形对周围风场分布的影响．方法以计算流体力学理论为基础，采用有限容积法对非对称几何体建筑风环境进行了数值模拟，并与宽度和高度相同的对称外形建筑周围风环境进行了比较分析．结果得到了非对称几何体建筑周围速度场、压力场、迹线图的分布，说明建筑的几何外形对其周围风场影响非常大，非对称几何体建筑与相对应的对称几何体建筑周围风场有很大不同．结论该建筑迎风面静压与建筑物后侧的负压相互间存在较大压差，有利于自然通风；hz=1．5（人行高度）风速低于5m／s，满足舒适性标准．建筑背面存在的负压和大的涡旋不利于污染物的排放．     

有限空间双孔平面射流的数值模拟及试验验证

用物理试验和数值模拟两类方法，揭示定常的二维双孔层流射流在有限开空间内的流动结构．数值模拟是用混合有限分析格式求解相应的边界条件下的纳维－斯托克斯方程．计算结果和试验资料吻合良好，均发现双孔射流混合为单股射流后，其主流稳定地向一侧偏移．     

有限空间双孔平面射流的数值模拟及试验验证

用物理试验和数值模拟两类方法，揭示定常的二维双孔层流射流在有限开空间内的流动结构，数值模拟是用混合有限分析格式求解相应的边界条件下的纳维－斯托克斯方程，计算结果和试验资料吻合良好，均发现双孔射流混合为单股射流后，其主流稳定地向一侧偏移。     

新型双风道太阳能空气集热器的数值模拟研究

太阳能空气集热器的集热效率偏低会导致出口温度的不均匀以及能源浪费,优化空气集热器可以有效地提高集热器的集热效率,降低能耗。文章通过建立新型集热器的数学模型,采用Fluent软件对其进行模拟计算,分析了空气流速以及空气进口温度的不同对于集热器出风温度以及集热效率的影响,比较了上、下风道速率不同时的集热器效率。结果表明:当保证上、下层风道风速相同时,出风温度随着进口风速的增大而减小,双风道集热器的瞬时集热效率随着上层风速增大而增大,而随着下层风速增大而减小;双风道集热器的出口温度随着进口温度的升高而上升,集热效率随之下降。     

地铁列车活塞风对站台空气环境影响的数值模拟

通过对典型岛式站台在不开启机械通风系统闭式运行的情况下,单列车进、出站过程中流场分布的三维数值模拟,分析了流速对候车乘客舒适性的影响,计算了活塞风所造成的站台通风量,分析了其对改善空气质量所起的作用. 结合模拟及分析的结果,提出了未来地铁站台环控系统设计应当考虑的问题.     

在竖向荷载作用下桩-土数值模拟与试验验证

回顾和总结了平面接触问题经典无厚度Goodman界面单元法的主导思想，针对竖向受力承载单桩的Q-S曲线数值分析模型，给出了一种轴对称等参无厚度界面元，以模拟两的相互接触界面，利用所建立的桩-土数值模型，通过模型桩模拟分析，证明模拟分析理论与模型试验相一致，本分析方法可望为实际工作提供一种确定单桩承载力方法或配合其它设计方法合理地确定单桩承载力。     

新型折流板式双风道空气集热器数值模拟

对太阳能空气集热器进行优化设计可以有效提高集热器的集热效率,降低能源浪费。文章设计了1种新型折流板式双风道空气集热器,其上、下层各有2个进、出口,上层流道均采用新风,下层流道均采用回风,建立了集热器数值传热模型,采用Fluent软件对4种工况进行数值模拟计算。结果表明:随着进口流量的增大,集热器出口温度逐渐下降;集热效率逐渐上升,工况4的集热效率最高,为59.73%,而工况1的集热效率最低,为39.14%;新型折流板集热器比传统的平板集热器的集热效率高近20%,可以通过增加折流板长度或者穿孔型折流板改善空气流道层。     

多模式组合的居住区绿地对热环境影响的模拟研究

居住区作为城镇居民三生活动最主要的空间单元,其热环境质量直接决定了小区内居民的舒适感和幸福度.本文在归纳总结城镇居住区绿地组合模式的基础上,基于非静力流体力学技术和热力学原理,耦合有限差分及交替方向隐式算法对小区范围内不同模式结构组合的绿地生态系统进行热效应模拟研究,通过对比分析不同模式组合的绿地系统热环境效应特征,探寻多模式组合下的居住区绿地与局地热环境间的交互关系.结果表明：在相同的模拟条件下,“中心+宅间”绿地组合模式的热环境效应最好,“组团+宅间”模式次之,“宅间”模式热环境效应最差;模拟区域内三种绿地组合模式的最高最低温度差分别为2.36、2.31和2.34℃,且温度自西南向东北方呈现圈层式分布特征;多绿植类型的组合模式对局地热环境的改善效果依次为：草+灌+乔>草+乔>草+灌>草,灌木对绿地热环境舒适度的改善效果不显著.该研究能够为居住区绿地规划设计与实践提供科学参考.     

砂-结构接触面直接剪切的物理试验与数值模拟

利用DRS-1型超高压直残剪试验系统以及颗粒流软件PFC2D,对砂与地下结构的接触面分别进行了直接剪切物理试验与数值模拟,获得了砂与地下结构接触面力学特性的宏观表象及内在机理.结果表明:砂与地下结构接触面的剪切应力-剪切位移曲线随法向应力的增加,其应变软化特性逐渐减弱而硬化特性逐渐增强.在一定法向应力条件下,随着结构面粗糙程度的增加,应变软化特性增强,且达到峰值剪应力所需要的剪切位移逐渐减小;随着法向应力的增加,结构面粗糙度对接触面力学特性的影响程度降低.在一定的法向应力条件下,对同一结构面,接触面的剪切强度符合摩尔-库伦强度准则;不考虑颗粒破碎时,颗粒的"剪胀"是引起砂-结构接触面剪切强度变化的主要原因之一;当相对粗糙度R较小时,结构面的存在所引起的剪胀量较小,接触面的峰值剪应力较小;随着R增大,颗粒受结构面的约束,引起的剪胀量变大,峰值剪应力增加;当R增大到一定程度时,结构面对颗粒运动的约束作用所引起的试样剪胀量变小,峰值剪应力亦随之降低.     

空间网架结构损伤程度识别的数值模拟与试验研究

空间网架杆件的损伤程度识别是网架结构健康检测中十分重要的环节,对网架结构的安全性和适用性起到决定性作用。在定位损伤杆件的前提下,通过模型试验和数值模拟手段,提出应用瞬态响应动力分析方法对四角锥网架杆件进行损伤程度识别,获得不同损伤程度杆件两端节点的位移时间历程曲线,应用Matlab对该曲线进行拟合分析。结果表明：在不同损伤工况下,损伤杆件两端节点的位移时间历程曲线可以近似拟合成直线,通过对该直线的斜率与杆件损伤程度的分析,分别得到上弦杆件、腹杆、下弦杆件两端节点的位移时间历程直线的斜率值与杆件损伤程度的关系式,通过该关系式可以较准确的识别出四角锥网架杆件的损伤程度。     

液氢热分层的数值模拟

本文试图用计算流体力学中的涡流函数法对低温流体-液氢热分层进行数值模拟,同时拟台出表面温度对热流密度、液体充满率及时间的表达式,并把计算结果与文献的实验数据进行比较。     

自然暴露下汽车座椅热负荷的数值模拟及试验

针对汽车内乘员热舒适性问题,为分析自然暴露下汽车舱内座椅的热负荷变化规律及其影响因素,首先在我国海南省琼海市湿热自然环境试验站对某款国产黑色轿车进行自然暴露试验,测试分析了1年内试验车辆内、外的热环境变化。采用热网格法对整车模型进行热负荷分析,仿真得到舱内座椅传热过程中各传热方式的热流量变化,并进一步研究了座椅表面材料特性、车窗玻璃、汽车停放环境等因素对座椅表面温度场的影响规律。结果表明:汽车座椅主要受太阳辐射作用而升温,升温机理依次为表面辐射、热传导和对流散热;合理改变座椅表面材料吸收率、汽车车窗玻璃的透射率和汽车的停放位置,可以有效降低汽车舱内车座椅的表面温度,从而改善其热负荷状况。