室内气流大涡模拟的基础性问题研究

室内气流流动是暖通空调工程中的一个重要问题,大空间内的空气分布尤其如此.由于湍流结构的极端复杂性,用解析法对它求解目前是不可能的.大涡模拟作为一种最新发展起来的湍流模拟方法,不但计算工作量较直接模拟小而且在许多情况下具有很高的精度.然而,在把它用于大空间室内气流数值模拟前必须解决一些基本的问题.以高大空间强迫对流为例,研究了大涡模拟中诸如边界条件设定、空间差分和时间差分及时间步取值等重要问题,为大涡模拟在室内气流数值仿真中的应用打下了基础.     

某大型演艺场馆室内气流组织的数值模拟及优化分析

采用k-ε湍流模型对某演艺中心的室内气流组织问题进行了数值模拟.研究了夏、冬及过渡季三个季节场馆内空气温度场和速度场的分布特征.在此基础上,通过改变送风口角度和送风风速,研究了不同工况下大空间的气流组织,探讨了大型室内环境的改善与优化控制问题,提出了室内环境的改善策略与优化方案.     

室内气流组织和空气品质的数值分析

根据Fanger热舒适方程,分析了影响人体热舒适的因素;根据通风效率、能量利用效率,分析了室内气流分布.将夏季、冬季的机械通风方式分成4种,利用计算流体动力学(CFD)对室内气流进行模拟,模拟室内气流的速度、温度、CO2浓度分布,并应用模拟结果分析不同气流组织形式下的空气品质、人体热舒适及空调能耗情况,指出不同的气流组织形式与空气环境、能耗有着密切的关系;且冷风工况与热风工况的气流分布不同,送冷风的置换通风方式与送热风的上送下回方式能获得良好的室内空气品质和有效的能源利用.     

室内气流大涡模拟的基础性问题研究

室内气流流动是暖通空调工程中的一个重要问题，大空间内的空气分布尤其如此。由于湍流结构的极端复杂性．用解析法对它求解目前是不可能的。大涡模拟作为一种最新发展起来的湍流模拟方法，不但计算工作量较直接模拟小而且在许多情况下具有很高的精度。然而，在把它用于大空间室内气流数值模拟前必须解决一些基本的问题。以高大空间强迫对流为例，研究了大涡模拟中诸如边界条件设定、空间差分和时间差分及时间步取值等重要问题，为大涡模拟在室内气流数值仿真中的应用打下了基础。     

基于CFD的某畜禽车厢体内机械通风优化设计

为研究某畜禽车厢体的内部结构对厢体温度场和风速场的影响,并了解厢体内气流的流动状态和温度的分布情况,利用计算流体力学的方法,建立计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）模型,并对厢体的温度场和风速场进行仿真分析。将模型的模拟值与实测值进行对比,结果显示,模拟值与实测值最大绝对误差为1.8℃,温度值相对误差范围在5%以内的测点有20个,风速值相对误差范围在10%以内的测点有21个,模拟得到的结果与实测值拟合度较高。通过改变厢体内隔板的结构和通风孔的尺寸及数量来提供优化方案,优化后的厢体内温度均匀性得到明显改善,温度显著降低,为畜禽车厢体的内环境优化提供可靠基础。     

高大空间建筑置换通风系统观众席舒适性研究

针对高大空间建筑置换通风系统的热舒适性问题,选取采用置换通风系统的高大空间建筑观众席典型区域,根据采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)的推荐参数,采用标准k-ε双方程湍流模型,利用CFD商业软件对该区域进行数值模拟,详尽地分析该区域的流场、温度场、PMV场等的分布.该区域内后排观众席有温度过高的可能;而前排观众席则可能有吹风感;顶部灯光辐射对舒适性影响较大.模型内的平均风速为0.03 m/s,平均PMV值为0.73.结果表明,大空间建筑置换通风系统观众席的舒适性可满足设计要求.     

大跨镂空网格屋盖风荷载数值模拟研究

采用CFD数值模拟方法对大跨空间镂空网格屋盖结构风荷载进行了研究.首先,通过屋盖节段模型的风洞天平测力试验和数值模拟的对比,验证了数值模拟方法及结果的有效性;然后,着重对比分析了光伏板布置和底部建筑对屋盖风荷载的影响,并结合屋盖周围流场进行了影响分析;最后,给出了屋盖结构的整体风荷载和风压分布,并与屋盖原方案结果进行了...     

基于分布式水文模型的流域输沙过程模拟

根据黄土丘陵沟壑区藉河流域1962—2008年的逐日水文、气象资料,建立了空间数据库和属性数据库,采用分布式水文模型SWAT对该区过去近50年的输沙变化进行了模拟和验证.结果表明,年均输沙量在校准期与验证期内的模拟值和实测值保持比较一致的趋势性变化,但验证期的模拟效果不如校准期的;月均输沙量在校准期模拟值和实测值的相对误差Re、决定系数R2、效率系数Ens分别为7.5%,0.862,0.764,验证期内则分别为8.9%,0.535,0.474,模型验证效果不太好,类似于年均输沙量模拟,且月均输沙量的模拟效果不如年均输沙量的.     

基于CFD的空间场温度系统建模与控制

针对流体分布参数控制系统难以进行建模和控制的问题,提出一种基于计算流体动力学（CFD）的仿真与控制新方法.该方法利用CFD对被控对象进行数值模拟,为系统辨识和控制提供全场时空信息;将参数估计和控制算法嵌入CFD数值计算中,分别实现基于CFD的系统建模和闭环控制.以环境模拟实验室空间场温度控制为例,以Fluent作为CFD仿真平台,利用用户自定义函数（UDF）实现带遗忘因子的递推最小二乘算法和PI控制算法,进行该方法有效性验证.结果显示,该方法能够获得分布参数系统模型,可实现对系统的有效控制.     

医院手术室动态运行下的空气环境数值模拟

对某Ⅱ级医院手术洁净室动态情况下的空气环境进行了数值模拟，运用计算流体力学（CFD）方法探讨了排风方式和手术灯对手术室内气流特性与污染物分布的影响。结果表明，当室内为下部排风时，顶部送风气流的衰减程度和偏转程度相对最小，室内气流速度最大。手术灯的存在会破坏室内单向送风气流路径，从而增强气流的乱流特性；无论是手术室整体空间还是局部区域，在下部排风且有手术灯（Geo6）的情况下，手术室内的通风换气效果最好；无手术灯时，排风口位置越低，室内整体污染物浓度越高，而有手术灯时，排风口位置越高，手术台上方局部污染物浓度越高。