模拟自然风的空调装置实验研究

为使空调装置送风更加接近自然风提高其送风热舒适性,通过变速控制器将自然风作为控制信号控制变速风机的方法,研制出可模拟自然风送风的空调装置。对此装置在电机变速和恒速两种工况下的出风特性进行测试,并对其送风的波动规律、湍流度、概率分布、自相关性及频谱特性等紊动特性进行计算分析。计算结果表明:当控制信号为自然风时,此装置能产生与自然风相似的的动态风,其紊动特性与控制信号有很好的一致性,其送风在低频区域能量较高,高频区域能量较低,频谱曲线变化剧烈;当装置电机恒速运行时,其出风频谱曲线变化平缓。研究表明:采用自然风为输入信号控制变速控制器可使空调送风具有自然风的紊动特性。     

偏热环境下空调非等温可感送风对人体热舒适影响的实验研究

通过实验研究在2个工况下,低温稳态气流、低温仿自然风动态气流以及等温仿自然风动态气流方式下,受试者热感觉、热舒适和热环境满意度投票情况。实验结果表明,在室温为28~30℃、相对湿度为40%~45%的热环境下,平均送风速度为0.5~0.7m/s、送风温度为28℃的气流能够使受试者达到舒适水平。建议当室温为28℃时,使用风扇提供平均风速为0.5m/s的仿自然风动态气流进行人体降温;当室温为30℃时,使用空调提供平均风速为0.5m/s、送风温度为28℃的仿自然风动态气流进行人体降温。     

交通风与自然风对公路隧道通风影响数值模拟

基于FLUENT软件对自然风与交通风在公路隧道内运动特性进行数值模拟,考虑车辆行驶速度,交通量、自然风风速与风向对隧道通风影响.计算结果表明,交通风风速随着车辆行驶速度和交通量的增加而增大,两者之间存在一定的函数关系.自然风风向与行车方向相同时,隧道内风速随自然风风速增大而增大,两者相反时自然风明显抑制隧道通风.     

等温工况下分体空调送风动态化与人体热舒适实验研究

研究了分体空调动态化送风装置。频谱特征分析表明,该装置可在风口和人员活动区产生与真实自然风信号接近的动态气流。通过气候室实验研究了等温送风工况下,不同背景温度时人体对气流的需求,并比较了仿自然风与稳态机械风(简称稳态气流)对人体热舒适的影响。结果表明,在28℃和30℃工况下,分别采用0.4~0.6m/s和0.7~0.9m/s的风速可以满足人体热舒适需求;相比于稳态气流,仿自然风具有更强的冷作用和更好的接受度,60%以上的受试者喜好仿自然风。     

自然风的分形特性

为研究非线性及随机变化的自然风内部规律,以便模拟自然风提高室内送风的舒适性.通过对自然风进行采样分析,得到样本的功率谱密度分布,计算其功率谱密度指数,判断自然风的1/f特性.基于相空间重构理论,运用G-P算法对其进行计算,采用最小二乘法进行线性回归分析,得出自然风的分形维数.研究表明自然风具有分形特性,自然风的功率谱密...     

自然风的实测研究

自然风特性包括平均风特性和波动风特性。把自然风看做恒定气流会造成较大的误差,有时甚至会得出完全错误的结论。波动风随时间和空间呈现出强烈的非线性的随机特性,目前主要通过实测和统计分析进行研究。实测是分析自然风特性的重要方法。本文介绍了风速测试中常用仪器的工作原理和适用范围,包括热线风速仪、叶轮风速仪、毕托管风速仪、激光多普勒风速仪和超声波风速仪等设备。本文还归纳了国内外相关自然风的测试研究,从测试综述可知：研究者们多采用超声波风速仪和小型气象站等进行实测,采集到各种时间尺度的风特性数据,进行统计分析得出脉动风的实际特性,从而建立风特性数据库、风速风向模型,经验公式等。     

大跨度桥梁结构风荷载模拟研究

基于数值模拟方法的风速时程曲线在桥梁结构风振分析中被广泛采用。本文基于自然风特性,通过考虑结构节点间的风速时程相关性,采用AR模型模拟节点随机脉动风速时程。利用AIC准则确定模型阶数。对模拟所得的大跨度桥梁节点风速时程统计分析表明：AR模型可有效地模拟具有空间相关性、时间相关性的节点脉动风速时程,模拟精度、速度和计算稳定性均满足实际工程应用要求。     

小波变换在建筑环境气流湍动特性研究中的应用

介绍了小波变换的原理,通过对建筑周边自然风和轴流风机自由射流的小波分析研究,表明这种方法在分析气流湍动特性时具有优越性。小波分析方法与基于傅里叶变换的频谱分析方法结合使用可以形成互补。     

大纵坡双向行车公路隧道火灾控制风速研究

城万二级公路白芷山隧道和八台山隧道为双向行车的大纵坡公路隧道,火灾后烟流控制难。采用火灾动力学计算软件FDS对其进行了火灾三维数值模拟,分析了仅火风压作用及0.5 m/s、1 m/s和-0.5 m/s控制风速作用下的烟流扩散和能见度的分布规律。结果表明:在大纵坡隧道中,火灾后仅靠火灾效应能引起火灾烟流的流动,其流动的规律是烟流从火源点流向高洞口方向,火灾烟流能完全从高洞口排出,而烟流向火源点下坡方向的蔓延距离仅在100 m左右;当风速为0.5 m/s时,烟流在火源两侧基本呈对称状蔓延;下坡方向的隧道中的烟流也因风速较小,产生的扰动比较小,这种烟流控制是最为合理,有利于灾害情况下逃生。因此,建议将白芷山隧道和八台山隧道的火灾控制风速取为0.5 m/s左右,且该速度应为自然风速、火风压引起的风速和风机提供风速的合速度。     

WM函数在风速分形特征分析中的应用

从时域角度出发研究问题,通过数值方法,利用分形理论,采用Weierstrass-Mandelbrot函数进行了风速时程重构,模拟出尽可能接近和满足自然风特性的时程样本,从而促进风速分形特征的研究。     

Weibull统计特性风速条件下的自然通风实验

采用双参数Weibull统计模型对室外逐秒风速进行了拟合,结合频谱特性分析对实测自然风的典型性进行验证,并考虑到风向对通风效果的影响定义了风向因子参数。通过实际自然风条件下模型比例为1∶10的通风实验,对尺寸因子、形状因子及风向因子等自然风特性参数对自然通风效果的影响进行了研究,并建立了相应的影响模型。研究结果表明:逐秒自然风风速统计分布服从双参数Weibull统计模型;实际自然风条件下,通风效果随Weibull分布的尺寸因子及风向因子的增加而加强,随形状因子的增加而减弱。     

紊动特性对活性污泥降解污染物性能的影响

为寻求反映活性污泥处理系统水力条件的微观指标,采用PIV（Particle Image Velocimetry）系统研究了搅拌型SBR反应器中不同转速下反应器内的紊动强度分布。利用不同搅拌浆转速下SBR系统降解污染物性能和絮凝体结构、形态分析结果,研究了搅拌主体区和其他区紊动强度对活性污泥处理系统降解污染物性能的影响,提出了搅拌主体区和其他区紊动强度特征值指标反映活性污泥处理系统的微观水力条件。结果表明：随搅拌浆转速的增加,活性污泥反应器内污染物的降解速率常数则随紊动强度的增加先增加后降低。试验中最佳紊动     

一种基于直流无刷电机控制的工位型个体化动态送风装置的研发与应用研究

目前市场上厂家所宣称的"仿自然风"在频谱特征上与典型自然风存在很大差距,本文根据动态送风装置的研究现状和发展情况设计了一种基于直流无刷电机控制的工位型个体化动态送风装置。性能测试表明装置产生的仿自然风已经非常接近于真实自然风信号。经过人工气候室的人体投票实验,验证了在偏热环境中,装置产生的仿自然风对人体TSV/TCV的改善效果要优于稳态机械风,采用"偏热环境+动态送风"的空调方式可以实现与"传统稳态空调环境"相接近的热舒适性。     

时间序列的AR模型和膜结构的随机风场数值模拟

本文基于自然风特性通过考虑结构节点间的风速时程相关性采用AR模型模拟节点随机脉动风速时程,用Matlab编程模拟.对模拟所得的节点风速时程统计分析表明:AR模型可有效地模拟具有时间相关性、空间相关性的节点脉动风速时程。     

水力紊动条件对含沙高浊水絮体分形结构的影响

在含沙量为85 kg/m3的悬浊液中投加阳离子高分子聚合物,改变水力紊动条件速度梯度G与剪切絮凝时间t,借助沉降技术、图像分析技术及分形特性定量表征参数"分维"探讨了架桥絮体结构的动态演变特性,得出①絮体分形结构从快速混合阶段疏松多孔、开放的分枝状DLCA模式逐步向慢速絮凝阶段密实的RLCA模式演变,在絮凝时间为180 s时出现最佳构型,随后结构密实性有微小降低的趋势;②絮体的最佳分形结构只能维持一段时间;③分形结构达最佳状态时的水力紊动强度Gt值存在两个临界值快速混合阶段G1t1=2 350±100,慢速絮凝阶段G2t2=12 420±100;④不同含沙量架桥絮体分形结构致密度最高时所需的最佳Gt值相近.但含沙量越低,搅拌速率r或速度梯度G值应降低,絮凝时间t值需增加,絮团内部孔隙率增加,分维值下降.     

深圳市建筑室内外脉动风特性实测研究

利用现场实测的方法对深圳市某办公建筑室内外的自然风脉动特性进行研究,经实测数据的统计分析,得到建筑室内外的平均风速、湍流强度、湍流积分尺度及湍流的谱特性等脉动风特性.分析结果表明：处在建筑群冠层的平均风速、湍流积分尺度、湍流能量要高于城市密集层的值;建筑室内出风口的湍流强度比进风口处的略大,说明出风口处的脉动特征较为明显;建筑室内的进、出风口振幅能量不同,而频率波动的近似一致性,说明风的振动频率随着空间尺度稳定传递.     

关于雷诺实验精准度改进的思考

在介绍雷诺实验基本原理的基础上,分析了原始雷诺实验产生误差的原因,并针对流态判别和流量控制提出了改进建议,通过改进可清晰观察到紊流向层流状态的转变,测得在层流区的多个测点,提高数据的准确性。     

风速时程AR模型及其快速实现

随着工程结构日趋多样化、大型化、复杂化，结构风振响应研究受到学术界、工程界的关注和重视，基于数值模拟方法得到的风速时程曲线在结构风振分析中被采用，自回归(AR)模型具有一系列优异性能，在时间系列分析中被广泛应用，本文基于自然风特性，通过考虑结构节点间的风速时程相关性，采用AR模型模拟节点随机脉动风速时程，并提出VC与Matlab混合编程模拟的快速实现方法．对模拟所得的网壳节点风速时程统计分析表明，AR模型可有效地模拟具有时间相关性、空间相关性的节点脉动风速时程，采用VC与Matlab混合编程快速实现方法，可较好解决模拟精度、模拟速度和计算稳定性的问题。     

单洞双线隧道紧急救援站横通道风流分布研究

特长铁路隧道紧急救援站横通道内风流分布特性是救援站结构形式和防灾通风设计的基础和依据。本文针对某一单洞双线隧道平导救援站工程,深入研究紧急救援站横通道内风流分布规律,以及不同防灾通风系统和自然风对其的影响。研究结果表明,紧急救援站横通道内风速分布呈现出W型,中部和两端横通道内风速较大,沿两侧风速相对较小。自然风对横通道内风速分布有一定影响,靠近自然风入口一侧大部分横通道内风速显著增大。建议在满足人员安全疏散的基础上,可适当减小救援站中部和两侧横通道面积以及减少相应横通道内风机配置。     

泄水口出流理论特性研究

依据水力学基本理论对涵洞泄水孔出流特性研究,得出以下结论:自由出流条件下,出口水流为临界流;泄水流态取决于泄水口下游水深(ht)与泄水口临界水深(h1k)的比值。ht/h1k﹥1.3为淹没式出流,ht/h1k=1.3为临界式出流,ht/h1k<1.3为自由式出流。该结论对泄水孔泄水具有重要的理论与工程价值。