植被传热模型与CFD耦合模拟的应用研究

植被能够有效地改善室外人员热舒适。因此,定量计算植被在室外环境中的降温效应显得十分必要。CFD模拟近年来被广泛应用于室外热环境研究中,然而,目前还鲜见将植被复杂的传热过程与CFD热环境模拟相结合的研究。本文提出了一种将植被传热模型与CFD模拟相耦合的研究方法,能够定量计算室外热环境中植被的降温效应。通过对某高校学生宿舍区夏季工况的实测验证,证明了该方法是切实可行的。     

夏热冬冷地区某全玻璃幕墙中庭降温节能技术分析

针对夏热冬冷地区某全玻璃幕墙中庭夏季内部温度过高的问题,运用计算流体力学(CFD)技术结合正交试验的方法分析了各因素及节能技术对中庭室内温度的影响,旨在找出最优的中庭降温节能方案,从而指导夏热冬冷地区中庭降温节能的设计。通过模拟分析及统计,得出以下结论 :各节能技术对全玻璃幕墙中庭温度的影响率分别为:自然通风技术中庭外玻璃幕墙遮阳技术中庭外玻璃幕墙传热性能内机械排风至中庭冷却技术中庭内玻璃幕墙传热性能;自然通风技术和外遮阳技术在本案例中应用效果较好,对夏热冬冷地区中庭降温节能的设计具有一定的实践参考指导价值。     

工程车辆动力舱进风道的设计与优化

建立某工程车辆三维几何模型以及CFD计算模型,运用计算流体力学(CFD)技术对L形进风通道下动力舱内流场进行仿真研究,采用稳态不可压湍流模型和Realizable k-ε模型,将散热器芯子作为多孔介质处理,风扇采用旋转坐标系模拟。仿真结果表明,L形进风通道流速分布不均,阻力较大,进风量较小。根据仿真结果对进风通道进行优化设计,将L形进风通道设计为片式结构,改进后的进风通道增大了进风流量,改善了动力舱内流场分布及散热效果。     

CFD流体模型在双层换气幕墙传热分析中的应用

应用CFD计算流体动力学方法对双层换气幕墙的传热特性进行了全面的分析。在对双层换气幕墙的传热过程、传热方式进行了详细的阐述后,运用CFD紊流newk-ε模型对双层换气幕墙热通道的温度场、速度场、压力场进行了模拟计算,最终得出热通道空气层的对流换热系数和双层换气幕墙的整体传热系数。该对流换热系数作为双层换气幕墙传热分析的一个关键参数,对考察双层幕墙热工性能、经济性能有着重要作用。     

应用漂移流积分方法研究自然循环系统流动不稳定性

新型环形燃料元件研发及AP-1000非能动系统冷却性能实验需要分析内外传热耦合的并联通道系统及并联通道进出口局部形损系数不同的系统进行瞬态与稳态的分析。然而RELAP5与COBRA均不能对于这两种情况进行分析。通过调研,笔者发现漂移流模型研究结果是在能较好的符合实验结果。WULFF对漂移流模型提出积分方法的概念,希望以此替代Ishhi总结的六公式模型,在保证工程所需精度的条件下,简化计算过程及计算量。然而在调研过程中,并没有发现基于该方法的研究。本文基于WULFF提出的漂移流积分方法,在对其部分理论公式及求解方法进行改正及优化后,编写两相流通用程序CPTFS,后利用CPTFS研究简单自然循环系统流动不稳定性,从理论角度上证明漂移流积分方法可用于分析流动不稳定性,为新型环形燃料元件的前期研发以及非能动自然循环系统的实验验证后续数值模拟过程中提供分析工具。     

Q345冷成型钢高温力学性能试验制度参数的影响研究

钢材的火灾全过程高温本构是开展冷成型钢结构抗火研究的重要输入数据。为此,开展国内常用Q345冷成型钢高温力学性能试验研究,定量考察峰值温度保温时间、降温速率、温度历程以及稳态与瞬态试验方法等试验制度参数对其力学性能的影响,结果表明： 高温稳态试验中,峰值温度保温时间和降温速率对钢材高温力学性能影响不明显,相对百分偏差均介于-10%~10%之间;若温度历程中各次升温过程峰值温度中的最高温度和拉伸温度均相同,则钢材在多次升降温过程下的高温力学性能与其在一次升降温过程降温段的高温材性相互接近; 高温瞬态试验中,温度历程对钢材高温试验应变影响显著;相同拉伸温度下,升温与降温段的应变相对偏差最高可达12904%; 稳态与瞬态试验方法对考虑温度历程的冷成型钢高温应变影响亦非常明显,试验参数范围内,相同拉伸温度下应变相对百分偏差最大可达14851%。总之,Q345冷成型钢的火灾全过程高温本构需考虑温度历程中各次升温过程峰值温度中的最高温度和拉伸温度的影响,且稳态与瞬态试验方法所构建的高温本构模型并不等效。     

火灾中不锈钢结构的热力分析研究

正英国研究人员开展了不锈钢结构的热力分析研究。提出了一种新的用于钢材高温热力分析的塑性材料模型。采用最新的实验数据验证了瞬态加载条件下,新材料模型在加热和冷却过程中的效果。将多维塑性模型转换为一维塑性模型,应用于OpenSEES软件中,分析不锈钢梁和框架结     

供暖房间冷却问题的研究及热网的间断（或限额）供热

本文探讨了间断（或限额）供热时房间冷却的瞬态传热计算问题，得出了瞬态室内空气温度计算公式，探讨了热网用户允许间断（或限额）供热时间的确定方法。     

Influence of test procedure parameters on high-temperature material properties of Q345 cold-formed steel

钢材的火灾全过程高温本构是开展冷成型钢结构抗火研究的重要输入数据。为此，开展国内常用Q345冷成型钢高温力学性能试验研究，定量考察峰值温度保温时间、降温速率、温度历程以及稳态与瞬态试验方法等试验制度参数对其力学性能的影响，结果表明： 高温稳态试验中，峰值温度保温时间和降温速率对钢材高温力学性能影响不明显，相对百分偏差均介于-10%~10%之间；若温度历程中各次升温过程峰值温度中的最高温度和拉伸温度均相同，则钢材在多次升降温过程下的高温力学性能与其在一次升降温过程降温段的高温材性相互接近； 高温瞬态试验中，温度历程对钢材高温试验应变影响显著；相同拉伸温度下，升温与降温段的应变相对偏差最高可达12904%； 稳态与瞬态试验方法对考虑温度历程的冷成型钢高温应变影响亦非常明显，试验参数范围内，相同拉伸温度下应变相对百分偏差最大可达14851%。总之，Q345冷成型钢的火灾全过程高温本构需考虑温度历程中各次升温过程峰值温度中的最高温度和拉伸温度的影响，且稳态与瞬态试验方法所构建的高温本构模型并不等效。     

喷水急冷作用下火灾高温钢框架损伤过程的简化分析方法

针对低温喷淋水作用下高温钢结构急速冷却产生的冲击效应,建立了弹簧-梁柱的简化分析三折线模拟弹簧模型以及基于能量平衡的简化分析方法,钢框架结构在喷水冷却过程中其屈曲前的变形不大,比受热升温过程中的要小很多,但结构局部的最大轴力要比受热升温过程中的大很多,能够达到升温过程中的4.5倍以上。同时,将相关的计算结果与模拟结果进行比较,二者的结果非常接近,结果相差在2.6%以内,完全可以满足相关工程计算精度的技术要求。本简化计算方法可以用于分析和评估火灾高温钢框架在喷淋水快速冷却下结构的损伤和破坏程度。