铁路空调客车内流场、温度场的数值模拟和实验研究

采用K-ε湍流模型对空调客车内三维空气流场和温度场进行了数值模拟,并进行了相应的实验研究。研究结果表明,车厢内下部乘客区空气温度高于上部区域,对热舒适性不利;上部区域存在新风短路现象,建议采用下送风方式。     

隔热型材等温线分布和传热系数研究

作为衡量隔热性能的重要技术参数,型材传热系数的大小是直接影响甚至决定门窗隔热节能及保温性能的重要因素.本文针对目前行业中普遍认为的隔热型材节能设计理念,利用THERM/WINDOW热工仿真软件对不同设计结构的等温线分布和传热系数进行模拟计算,验证该理念的准确性,并通过对计算结果的分析讨论,得出科学的设计理念,以更好的指...     

火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场数值模拟

为了研究配筋率、升温曲线、多面受火、传热系数等因素对钢筋混凝土剪力墙温度场的影响,利用COMSOL多物理场建模与仿真软件对火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场进行模拟,并得到不同因素变化条件下的剪力墙的温度场分布规律,模拟结果与试验结果符合良好.对温度场模拟中各参数对温度场的影响进行了讨论,结果表明:受火时间越长,钢筋混凝土剪...     

日光温室稳态温度场的数值模拟

根据质量、动量和能量守恒定律,利用对太原地区某自然通风日光温室温度场连续测试得到的相应数据,建立了该类自然通风日光温室的数学模型,应用新建数值模型,对自然通风日光温室内温度场的分布情况进行了稳态的模拟,结果表明：在稳态条件下,模拟值与现场测试数据有较高的吻合度,此模型可用于该类自然通风日光温室温度场的预测。     

高地温隧洞温度场数值模拟研究

以新疆某水电站高地温引水发电隧洞为依托,对高地温段引水发电隧洞在有无EPS保温隔热层下的温度场分布进行模拟研究。结果表明,距离隧洞中心越远,在有、无EPS保温隔热层条件下隧洞的温度均越高;EPS保温隔热材料厚度依次取3、5、10cm时,隧洞衬砌支护结构温度梯度明显降低,且在EPS保温隔热层处温度发生突变,突变处温度幅值依次为20.6174、26.7323、39.3442℃;EPS保温隔热层越厚,衬砌支护结构温度梯度越小,与现场实测结果极为吻合。鉴于此,在高地温引水隧洞施工过程中,可在二次衬砌前施做保温隔热层,用于阻断来自围岩深处的高温,从而降低衬砌支护结构与洞内环境温度的温差,减小二次衬砌结构所受到的温度应力,为高地温引水隧洞降温措施的设计与施工提供理论依据。     

幂律流体螺旋管内传热影响因素数值模拟

采用计算流体力学方法,在恒壁温加热条件下对幂律流体(黄原胶溶液)在螺旋管内的流动换热情况进行模拟。在湍流流态下,模拟分析流体雷诺数、管壁相对粗糙度、管子截面形状、螺旋管曲率、螺旋管螺距等对螺旋管对流传热性能(以努塞尔数表征)的影响,分析螺旋管内流体温度场分布。雷诺数、相对粗糙度的影响:管壁相对粗糙度一定时,努塞尔数随雷诺数的增大而增大,对流传热能力得到加强。雷诺数一定时,管壁相对粗糙度越大,努塞尔数越大,尤其在高雷诺数条件下。截面形状的影响:相对粗糙度、雷诺数相同条件下,管子为方管时的努塞尔数小于圆管。螺旋管曲率的影响:在管子内半径一定时,相同壁面粗糙度下,螺旋管曲率越大,努塞尔数越大。在黄原胶溶液雷诺数一定时,与管壁相对粗糙度相比,螺旋管曲率对努塞尔数的影响更显著。螺旋管螺距的影响:在螺旋管螺旋半径一定时,相同壁面相对粗糙度下,螺距越大,努塞尔数越大。在黄原胶溶液雷诺数一定时,与螺距相比,螺旋管曲率对努塞尔数的影响更显著。沿螺旋管黄原胶溶液温度升高,近管子壁面的溶液温度高于管子中心,低温区域远离螺旋管中心。     

多年冻土区片石通风路基温度场数值模拟

通过对片石通风层换热性质的简化，假设了片石层等效导热系数的函数，借助有限元软件对冻土区片石通风路基温度场进行了二维数值模拟分析，根据计算结果，对片石通风路基保护冻土效果做出了评价，提出了片石通风层的合理厚度。     

深基坑排桩冻结温度场的数值模拟

为了研究基坑冻结排桩温度场的分布规律,基于传热学理论建立了基坑周围土体的热扩散数学模型,结合边界条件采用MATLAB对其进行了数值求解,获得了其温度场分布。研究结果表明:冻结墙的形成始于中间的冻结孔,而后冻结向两侧冻结孔周围扩展。在冻结孔间土体冻结圈形成的过程中,已冻结墙体周围的温度变化不大。当冻结孔之间的土体冻结完毕,冻土墙初步形成以后,低温开始向冻土墙的两侧蔓延,表现为冻土墙的厚度增加。在基坑的转角处的外侧冻结厚度最小,最大冻结厚度位于冻结墙的中部,而最大负温区出现在冻结墙转角的内侧。     

板翅式换热器的数值模拟研究

板翅式换热器作为一种高效换热器,凭借其效率高、质量轻等特点,逐渐被人们广泛应用。板翅式换热器结构复杂,实验研究工作量繁重,花费较大。采用Fluent数值模拟软件,通过对换热器的初始结构模型和优化模型进行传热及流动数值模拟、分析发现,优化模型具有较高的传热性能和较低的压降,对以后换热器的有相变研究有重要意义。     

高温下钢筋混凝土内部温度场数值模拟

针对高温下钢筋混凝土构件导热的非线性瞬态特点,全面考虑其热工参数和质量热容参数的变化时序性,把传热学理论与计算机数值模拟技术相结合,利用ANSYS热分析功能,模拟高温(火灾)作用下混凝土构件内部温度场的变化,应用瞬态温度场仿真程序对四面受火矩形截面柱和T形截面梁温度场进行了数值模拟,模拟结果较试验结果偏大的原为模拟未考虑结构构件实际火灾环境的散热。算例模拟表明,模拟结果与文献给出的试验结果图形曲线走向一致,验证了计算机数值模拟结果分析的适用性与正确性,为混凝土结构构件抗火分析提供了计算辅助手段与理论依据。     

混凝土箱梁桥日照温度场有限元分析与辐射换热系数研究

采用二维等效太阳高度角概念计算太阳阴影长度,并借助自编程序实现混凝土箱梁桥温度场分析的有限元模型边界条件加载。首先采用实桥测量数据检验了计算模型和方法的正确性,然后针对以往研究忽视了大气辐射与灰体辐射的差别,分析了大气辐射系数取值对于混凝土箱梁桥顶板上表面温度值的影响。最后指出根据能量守恒定律进行的室内辐射换热系数试验得到的是不完全辐射换热系数。     

节能建筑外窗传热系数现场测量简易方法

鉴于窗户传热系数现场测量复杂,本文提出一种简易方法供讨论,其关键是利用热流计测量窗户表面换热系数,利用红外热像仪测量窗户表面平均温度,并用实例说明该方法简便可行。     

真空管太阳能集热系统温度场、速度场模拟

采用三维数学及物理模型对真空管太阳能集热系统的温度场、速度场进行了模拟。集热系统内流体由上升的热流体和下降的冷流体组成,接近蓄热水箱的真空管存在冷热流体混合的回流区。蓄热水箱内呈现明显的温度分层,水箱上部的流体被来自真空管的热射流加热,下部存在一个滞留区,只能通过导热传热。     

高层建筑外表面对流换热系数的数值模拟研究

通过西安市1幢既有高层住宅建立几何模型,以西安地区的自然气候条件为基础,运用CFD软件模拟外墙外表面的对流换热系数情况。研究结果表明风速对高层建筑对流换热系数影响很大,并成正比例关系;建筑高度对对流换热系数也有一定影响,主要表现在迎风面上成正比,背风面上无明显影响;风向投射角也会影响高层建筑表面的对流换热系数,在迎风面上随着夹角的变大对流换热系数也变大,对背风面无太大影响。     

土壤源热泵垂直埋管周围温度场数值模拟

针对典型的垂直 U型埋管土壤源热泵 ,笔者建立了埋管周围非稳态温度场的数理模型 ,并利用有限单元法进行数值模拟 ,计算值与实测值吻合的很好     

确定墙体内表面换热系数的实验方法

首次提出了用辅助变量法分析建筑墙体内表面换热过程及推导墙体内表面换热系数的实验方法。实验和预测检验表明：该方法能够真实反映墙体内表面换热过程,为确定墙体内表面换热系数找到一种实用有效的方法。     

大体积混凝土水化热温度场数值模拟

水泥水化热导致大体积混凝土开裂的现象在工程中不容忽视。结合云南糯扎渡水电站大坝心墙区垫层混凝土施工,应用有限元软件ANSYS对整个计算过程进行较为全面的分析和介绍,对大体积混凝土在浇筑后30d龄期内的温度场进行模拟,计算混凝土内部及表面温升曲线。在此基础上采用铺设冷水管的温控措施,有效控制了混凝土内部最高温度及内外温差,达到了防止出现温度裂缝的目的。     

地埋管换热器周围土壤冻结温度场的模拟研究

考虑了未冻水质量分数对冻结土壤传热特性的影响,采用控制容积法建立了地埋管换热器周围土壤冻结温度场的数学模型,分析了土壤冻结对土壤物性参数和土壤温度分布的影响,探讨了不同液态水质量分数下土壤冻结温度场的变化。随着土壤温度的降低,冻结土壤的单位体积定压热容减小,热导率增大。由于土壤冻结过程中释放出相变潜热,考虑冻结计算出的土壤温度比未考虑冻结的土壤温度高,土壤中液态水质量分数越大,土壤冻结时释放的潜热量越大,有利于土壤源热泵的运行。     

基础承台大体积混凝土温度场数值模拟分析

大体积混凝土受温度应力影响,严重时会产生裂缝.以某高层基础承台施工为例,根据三维热传导理论,采用有限元软件ANSYS模拟了承台大体积混凝土施工期间水化热引起的温度场与工程实测相对比,结果较吻合.另外,还运用ANSYS软件分析了不同养护情况对混凝土温度场的影响,结果表明养护情况对混凝土表面温度影响很大,而对中心温度只在降温阶段影响大,证明了养护在大体积混凝土施工中的重要性.     

超临界二氧化碳在套管式换热管中的实验研究

在四种不同形式的套管式换热管中对二氧化碳的换热性能进行了实验研究。结果表明：在质量流量不变的条件下,不同的压力和入口温度下超临界二氧化碳在单直管内的局部换热系数随着温度的降低先升高后降低;对于不同的管型,相同的压力和进水温度条件下二氧化碳在三直管和双螺旋内管的换热量基本相同,两者出水温度的变化也相同;单螺旋内套管在出水温度、换热量、换热系数等各项换热性能指标都比单直管好,双螺旋管内的换热系数高于三直管,从而得出螺旋套管的换热性能优于直套管换热管。