扩散体建筑风能利用的风洞试验

扩散体建筑是用来汇集风能的建筑形式.通过风洞试验,研究了3种具有不同截面形状的扩散体建筑对增强风速及强化风能的效果.试验结果表明:截面形状为肾形的建筑其风力集结效果最好.可利用风能的高度范围较大;截面形状为椭圆形和扩压风道形的建筑也具有良好的效果.通过对试验数据与模拟数据比较分析可见,风洞试验得到的数据与模拟结果较为吻合,既验证了数值模拟结果的准确性,又为建筑环境中风能利用的研究奠定了试验基础.     

高层建筑物屋顶风能利用的数值模拟

采用CFD技术对不同集风墙形式的建筑的风环境进行数值研究,模拟各种墙型建筑周围的速度场,然后对一面集风墙建筑上的集风墙位置进行讨论与分析,找出合理利用风能的集风墙建筑。     

扩压风道型建筑风能利用的探讨

根据扩散型风力机的原理,构想了一种新型风能利用建筑型式--扩压风道型建筑.探讨了扩压风道型建筑的特点,并对影响其风能利用的扩散角α、建筑尺寸、来流偏向角β等因素进行了数值模拟.通过分析可以看出,扩压风道型建筑能够强化风速及风能密度,是一种有效的风能集结建筑.     

基于变厚度挡板的新型渐扩/渐缩袋型阻尼密封动力特性研究

对传统贯穿式袋型阻尼密封进行改进,通过改变其挡板沿轴向厚度,实现腔室体积沿轴向渐扩/渐缩。建立渐扩式、渐缩式及传统贯穿式袋型阻尼密封结构数值计算模型,应用基于微元理论的密封动力特性系数理论识别方法研究了渐扩(缩)角、进出口压力、转速对新型密封动力特性的影响。结果表明:新型渐扩/渐缩袋型阻尼密封的有效阻尼系数均大于传统贯穿式袋型阻尼密封,其中渐扩式袋型阻尼密封稳定性最好,且3种密封穿越频率变化较小;渐扩(缩)角越大,密封有效阻尼越大;在高频下,有效阻尼系数随进出口压差增大而逐渐增大;转速的升高会降低密封有效阻尼系数,增大穿越频率,进而降低系统稳定性。     

风力集中式建筑物风能密度分布的数值模拟

通过数值模拟计算，讨论与分析了三种基本风力集中器建筑型式（非流线体型、平板型和扩散体型）对风能利用的情况。根据模拟结果可知，三种风力集中器建筑型式对增大风速、强化风能利用均具有良好的效果。     

建筑环境中的风能利用

城区建筑环境中的风场有紊流加剧、风速降低的特点.因此,风力强化和集中的问题需要得到解决.目前有非流线体型、平板型和扩散体型3种空气动力集中形式.文章应用CFD数值模拟软件分别对3种基本空气动力集中建筑模型的风速进行了模拟计算,探讨了最佳的风能利用形式.     

太阳能热发电中超临界压力CO2在渐扩变截面圆管内冷却传热强化机理

采用SST k-ω湍流模型对冷却条件下超临界压力CO₂(S-CO₂)在等截面圆管、水平渐扩管以及不同倾斜角的渐扩管内的传热特性进行数值模拟。模拟结果表明，在相同换热面积下，相比较于等截面圆管，水平渐扩管的总传热系数提高了32.33%,30°倾斜渐扩管提高了33.12%；水平渐扩管的压降降低了53.87%,30°渐扩管降低了9.86%。采用综合性能评价准则PEC，得到水平渐扩管的综合性能最优。基于S-CO₂在拟临界温度T_pc处发生“类相变”的假设，获得了类液膜厚度沿管长方向的分布规律，在同一截面处，30°渐扩管的类液膜厚度最小，等截面圆管的类液膜厚度最大，从超临界态类两相的角度解释了强化传热。     

基于微通道的太阳能集热器及其性能模拟

针对传统的平板型太阳能集热器集热效率较低的问题,本文设计了一款微通道集热器,采用数值模拟方法研究了微通道集热器的工作状况,并分析了传统平板型集热器的管中心距在稳态传热条件下对集热器的效率影响。仿真结果表明:相同条件下,平板型集热器的管间距越小,集热效率越高;微通道集热器的平均集热效率比最佳管间距的平板型集热器高9.3%,比常用的两种平板型集热器分别高20.6%、30.6%。该结果有利于优化平板型集热器的设计参数,为微通道集热器的实际应用提供了依据。     

渐缩突扩式洞塞水力特性的数值模拟研究

为了深入了解新型渐缩突扩式洞塞泄洪洞的压强分布和消能率等水力特性,采用三维RNGκ-ε紊流数学模型对渐缩突扩洞塞段水流进行了数值模拟研究,分析了雷诺数、收缩比和相对长度对渐缩突扩洞塞的局部水头损失系数和最小压强系数的影响,并与顺直洞塞的对应水力参数进行对比。结果表明,渐缩突扩洞塞的局部水头损失系数和最小压强系数主要受收缩比和相对长度的影响,且收缩比的影响比相对长度显著。随着收缩比和相对长度的增大,局部水头损失系数和最小压强系数相应减小。与顺直洞塞相比,渐缩突扩洞塞的消能率较小,但具有更强的抵抗空蚀破坏的能力。     

铸铁锅炉扩缩通道流动与换热实验结果分析

在总结实验成果基础上,提出了烟气在铸铁锅炉扩缩通道中的流动阻力系数和对流换热系数的实验关联式,给出了公式的适用范围。同时在实验数据基础上还对扩缩通道的强化换热性能进行了计算分析,得出了最优扩缩角度。