收藏本站
《天津大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高大空间气流组织的数值模拟与实验研究

任艳莉  
【摘要】:高大空间气流组织分布、预测不同设计方案的空调效果一直是工程设计人员的难题。随着计算机的高速度化以及计算流体动力学(CFD, Computational Fluid Dynamics)的发展,应用CFD技术模拟预测高大空间气流组织、热舒适以及优化设计方案成为可能。本文通过采用CFD数值模拟与现场测试相结合的方法对高大空间空调系统的热舒适性与气流组织分布特性进行研究,以期研究结果能对实际空调工程设计具有指导价值。 本研究以北京市某大型公共建筑的高大中庭分层空调为研究对象,根据建筑的实际尺寸及空调设计参数,建立分层空调设计方案下的计算模型,采用PHOENICS软件对分层空调设计方案下的热舒适性和气流组织进行了三维数值模拟研究,并将研究成果应用到实际工程中。模拟计算运用k -ε两方程紊流模型与SIMPLE算法,近壁区采用壁面函数法考虑墙壁边界条件。其次,对高大中庭的气流组织评价展开研究,在前人工作的基础上发展和丰富了高大中庭类建筑气流组织的评价方法。 本文针对夏季分层空调设计方案,详细分析了气流组织分布特性,并对不同工况下温度场、速度场的不同影响因素进行了分析。针对冬季工况探讨了送风角度、送风速度、送风温差、送风间距对室内热环境的影响。为了进一步验证CFD方法模拟研究的可靠性,对于所研究的高大中庭进行了现场实验测试,并在测试气候条件下进行了数值模拟,以模拟所得结果与实验测试结果作对比,以期能够表明CFD研究方法的正确性和切实可行性。 研究结果表明: 1.送风速度的大小对形成稳定的气流隔断面有重要影响,当送风速度在4~4.5m/s时才能够形成稳定的气流隔断面,有效防止非空调区向空调区的热对流。 2.顶部排风对于降低非空调区的温度效果明显,有利于减小非空调区向空调区的传热量,节能效果显著;可是排风量太大会加强空调区与非空调区的热对流,反而会造成能量浪费,对于此类高大中庭,排风比宜控制在30%左右。 3.通过对不同的气流组织进行数值模拟和定量分析、评价,最终确定了比较合理的气流组织方案,为实际工程设计提供了参考。 4.通过实测值和模拟值的对比,验证了CFD方法的可靠性,证明CFD方法能够为高大空间类建筑空调系统优化设计、预测气流组织分布和热舒适评价等提供可靠的理论依据和指导方法。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU831

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨露露,何天祺;三峡电站主厂房分层空调冬季工况模型试验[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年08期
2 马哲树,姚寿广;室内空气品质的CFD评价方法[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2003年02期
3 高军,李晓冬,高甫生;大空间分层空调射流气流重合与卷吸特性研究[J];哈尔滨工业大学学报;2004年06期
4 董玉平,由世俊,汪洪军,张子平,任晓芬;高大空间建筑空调气流CFD模拟研究[J];河北建筑科技学院学报;2003年03期
5 张桂芳,汤广发,李念平,张泠,黄宇;室内空气品质的灰色综合评判[J];湖南大学学报(自然科学版);2001年05期
6 周绍荣,程运林,汤莉,邓启红;高大空间气流组织的研究[J];湖南大学学报(自然科学版);1998年02期
7 龚光彩,汤广发;高大空间纵向隔断气流的数值仿真[J];湖南大学学报(自然科学版);1999年01期
8 何天祺,傅祥钊;三峡电厂发电机层夏季分层空调负荷特性与过程设计分析[J];重庆建筑大学学报;1999年06期
9 何天祺,付祥钊,林真国,侯余波;三峡电厂发电机层夏季分层空调气流组织设计与分析[J];重庆建筑大学学报;2000年01期
10 张翔,何天祺;三峡电站主厂房夏季热态模型试验及其分析[J];重庆建筑大学学报;2001年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 叶晓江;高大空间变动尘源气流组织模拟[D];西安建筑科技大学;2001年
2 孟彬;体育馆气流组织评价方法[D];清华大学;2004年
3 李琼;火车站空调气流组织的数值模拟与优化[D];西南交通大学;2005年
4 张镜清;大空间空调数值模拟边界条件研究[D];西南交通大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵敬源;邱永亮;;地下建筑热工环境的数值分析研究[J];四川建筑科学研究;2005年06期
2 王晓璐;黄大宇;;节能多孔砖墙体热工性能的数值计算及应用分析[J];四川建筑科学研究;2010年04期
3 袁涛;李剑东;王智超;徐昭炜;;过渡季节不同气候区公共建筑热环境研究(Ⅱ)[J];四川建筑科学研究;2010年06期
4 刘艳峰;王莹莹;孔丹;;关于间歇采暖室外计算温度的取值[J];四川建筑科学研究;2012年02期
5 李攀;龙恩深;王艳;杨万科;;成都地区室外温度可利用范围探索——以某大学多功能报告厅为例[J];四川建筑科学研究;2012年02期
6 余鹏;唐辉强;;基于设计选型及现场实测风机单位风量耗功率的分析[J];四川建筑科学研究;2012年03期
7 陈卫中,张荣玲;以蒸汽型替代直燃型中央空调[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2004年03期
8 范恩强;张自军;侯峰;;谈机械加压送风防烟系统送风量的计算方法[J];安防科技;2006年05期
9 郭大勇;关勇;贾洪明;张晓光;齐兵;;厚板坯连铸结晶器流场数值模拟[J];鞍钢技术;2006年01期
10 张富强,王久彬;连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座 第十三讲 连铸结晶器中钢液流动的研究[J];鞍钢技术;1998年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴喜平;李竞;;制冷机组冷凝器热回收技术[A];循环经济理论与实践——长三角循环经济论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 王国庆;昌旭东;付广智;;事故条件下~(239)PuO_2气溶胶微粒在室内小环境扩散的三维数值模拟[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
3 张恩佳;周佳亮;;流固耦合技术在水轮机蝶阀活门动态特性分析中的应用[A];抽水蓄能电站工程建设文集2011[C];2011年
4 丁欢庆;;分散空调系统之集约型空气处理机组[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
5 王茂盛;刁乃仁;;地源热泵与冰蓄冷复合空调系统初探[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
6 孙志勇;孟燕;;热力管网水力平衡分析软件(Flowra3.2)在设计中的应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
7 王志刚;;乌鲁木齐市某娱乐场所的暖通设计[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
8 李美芹;张双喜;许冬梅;刘翠娜;;不同类型散热器流量变化对散热量的影响[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
9 祖文超;左廷荣;王佃友;齐敏霞;李鑫;;分析法在供暖末端方式选择中的应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
10 刘贵廷;霍尚龙;;采暖管道补偿器的选用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 顾璇;近地/海运动过程中的空气动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
5 鲁红亮;平行流冷凝器的热分布特性和流量分配特性研究[D];华中科技大学;2010年
6 张波;重载组合列车牵引及制动系统的试验与仿真研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
7 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
8 张辉;低能耗建筑主动动态复合围护结构研究[D];华中科技大学;2011年
9 王子玉;柴油机燃用小桐子油的燃烧过程试验与模拟研究[D];江苏大学;2011年
10 吴学智;入口高浓度条件下的旋风分离器对比研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王高飞;通风方式对气流组织和室内空气品质的模拟研究[D];河南理工大学;2010年
2 王春霞;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响[D];河南理工大学;2010年
3 张艳利;局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究[D];河南理工大学;2010年
4 侯建军;高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究[D];河南理工大学;2010年
5 亓玉栋;矿井冰制冷降温系统能效测试与诊断[D];山东科技大学;2010年
6 李华;热电厂能量利用与节能技术改造研究[D];山东科技大学;2010年
7 王玲玲;南水北调中线总干渠节制闸控制运行方式研究[D];郑州大学;2010年
8 舒春英;喷水推进泵流场数值模拟分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 魏义利;大型风力机叶片的外形设计与数值模拟分析[D];大连理工大学;2010年
10 王振江;城市能源规划中建筑冷负荷预测方法研究[D];大连理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高甫生,周雪飞;玻璃幕墙建筑夏季室内热环境研究[J];哈尔滨工业大学学报;2004年02期
2 高军,李晓冬,高甫生;大空间分层空调射流气流重合与卷吸特性研究[J];哈尔滨工业大学学报;2004年06期
3 董玉平,由世俊,汪洪军,张子平,任晓芬;高大空间建筑空调气流CFD模拟研究[J];河北建筑科技学院学报;2003年03期
4 周绍荣,程运林,汤莉,邓启红;高大空间气流组织的研究[J];湖南大学学报(自然科学版);1998年02期
5 龚光彩,汤广发,吕文瑚,陈在康;高大空间横向隔断气流的计算机仿真[J];湖南大学学报(自然科学版);1998年04期
6 龚光彩,汤广发;高大空间纵向隔断气流的数值仿真[J];湖南大学学报(自然科学版);1999年01期
7 李念平,戴飞,黄敏华,汤广发,陈在康;壁面函数对室内空气环境数值预测的影响研究[J];湖南大学学报(自然科学版);1999年02期
8 陈海辉,邓先和,熊建明;热通道玻璃幕墙的热工计算[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年03期
9 何天祺,傅祥钊;三峡电厂发电机层夏季分层空调负荷特性与过程设计分析[J];重庆建筑大学学报;1999年06期
10 何天祺,付祥钊,林真国,侯余波;三峡电厂发电机层夏季分层空调气流组织设计与分析[J];重庆建筑大学学报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张国强;邹媛;Lin;Y Haghighat;F.;;室内气流模拟方法比较及一种新的模拟方法研究[A];全国暖通空调制冷2000年学术年会论文集[C];2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 叶晓江;高大空间变动尘源气流组织模拟[D];西安建筑科技大学;2001年
2 谢华;旅馆空调空气流动数值模拟与设计方法研究[D];西南交通大学;2003年
3 李琼;火车站空调气流组织的数值模拟与优化[D];西南交通大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 雷飞;徐玉党;张昕;;CFD模拟技术在新长沙火车站设计中的应用[J];暖通空调;2009年03期
2 邓志辉,许志浩,鲁汉清,蔡德源;高大厂房热风供暖气流组织实验研究[J];暖通空调;1999年05期
3 江海斌;宋新南;张国芳;陈海林;;分层空调气流组织的CFD模拟研究[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2008年02期
4 张海舟;侯赟;陈伟能;;体育训练馆高大空间气流组织CFD模拟研究[J];制冷空调与电力机械;2009年02期
5 马国彬,魏学孟;置换通风气流组织的特性研究[J];洁净与空调技术;2002年01期
6 官庆;汤广发;;高大空间分层空调三维紊流气流数值研究[J];暖通空调;1991年04期
7 李晓辉;;浅谈送风速度对制冷效果的影响[J];科技资讯;2008年34期
8 蒋锋;;小议筹建工业房工程中的通风设计[J];科技风;2010年23期
9 王海英 ,连之伟 ,杨爽言;下送风气流组织影响因素的实验研究[J];暖通空调;2002年05期
10 陈露;郝学军;任毅;;高大空间建筑不同送风形式气流组织研究[J];北京建筑工程学院学报;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 雷建平;;中南剧场水源热泵空调系统设计[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
2 嵇赟喆;王晓杰;李晓静;;传染性隔离病房气流组织的数值研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会资料集[C];2010年
3 张建飞;李安桂;王建明;;呼和浩特抽水蓄能地下水电站主厂房热态串连通风蜗壳层气流组织模型试验[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会学术文集[C];2010年
4 雷建平;;中南剧场水源热泵空调系统设计[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
5 王刚;胡松涛;;两种送风方式下车内气流组织与热舒适性研究[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(2)[C];2004年
6 赵彬;李先庭;彦启森;;通风空调气流组织计算的CFD软件——STACH—3[A];全国暖通空调制冷2000年学术年会资料集[C];2000年
7 李新洲;;严寒地区宾馆大厅全空气空调系统的气流组织[A];全国暖通空调制冷1998年学术年会资料集(1)[C];1998年
8 赵旭东;张军伟;刘树铨;苏敏芳;;上送上回气流组织在非单向流洁净室中的应用[A];全国暖通空调制冷1996年学术年会资料集[C];1996年
9 张昭;孟彬彬;李先庭;;体育场馆建筑特征与其气流组织关系的研究[A];全国暖通空调制冷2002年学术年会资料集[C];2002年
10 胡松涛;朱春;刘国丹;王刚;;变制冷剂流量空调系统在列车客车软卧车厢上的应用探讨研究[A];全国暖通空调制冷2006年学术年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨子;长虹“生态”空调面市[N];消费日报;2006年
2 冉荷;长虹“生态”空调面市[N];中国贸易报;2005年
3 中国电信股份有限公司广州研究院 赖世能;精确送风奠定机房节能基础[N];通信产业报;2009年
4 蒙克;寻找绿色数据中心的原点[N];网络世界;2007年
5 宋跃;长虹生态空调上市大熊猫做形象代言[N];中国电子报;2005年
6 沈卫东;提高机房设施的扩展性(三)[N];网络世界;2005年
7 阿尔西制冷工程技术(北京)有限公司市场部总经理 朱洪波博士;阿尔西创数据中心空调节能新篇[N];通信产业报;2008年
8 上海交通大学建筑系博士 黄继红同济大学建筑系博士 范文莉;建筑设计应该以节能为导向[N];中华建筑报;2007年
9 阿尔西制冷工程技术(北京)有限公司市场部总经理 朱洪波;阿尔西绿色数据中心空调解决方案[N];通信产业报;2008年
10 记者 李夏 通讯员 肖婷;天津移动年节电千万度[N];天津日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 任艳莉;高大空间气流组织的数值模拟与实验研究[D];天津大学;2012年
2 傅允准;基于DMC-PID串级控制的大温差送风高精度恒温空调系统研究[D];同济大学;2007年
3 嵇赟喆;传染性隔离病房的气流组织与负压控制数值研究[D];天津大学;2005年
4 孙栋;流固耦合作用下呼吸流涡结构演化及与气溶胶扩散转捩关系研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2012年
5 陶红歌;地铁车厢送风系统性能优化及车厢内CO_2扩散规律研究[D];华中科技大学;2011年
6 向立平;空调客车内气流分布特性及动态热舒适性研究[D];中南大学;2011年
7 欧阳莉;多孔太阳墙的传热与流动分析[D];华中科技大学;2008年
8 潘峰;车内可吸入颗粒物热运动分析[D];吉林大学;2009年
9 张大林;人机与环境工程中若干问题的数值模拟研究[D];南京航空航天大学;2002年
10 陈沂;湿热地区通信基站建筑节能设计策略与技术[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛琳;联合采伐机驾驶室气流组织数值模拟的研究[D];北京林业大学;2011年
2 张傲;体育馆下送风气流组织模拟研究及其优化[D];西安建筑科技大学;2010年
3 梅启元;空调房间气流组织的数值计算与模拟[D];南京理工大学;2002年
4 王高飞;通风方式对气流组织和室内空气品质的模拟研究[D];河南理工大学;2010年
5 贾玲;汽车制造厂焊接车间置换通风气流组织优化数值研究[D];西安建筑科技大学;2010年
6 翁钰影;新型传染病房通风空调方案的研究[D];南京理工大学;2004年
7 黄雪莲;空调房间内的三维非均温气流组织的数值研究[D];南京理工大学;2003年
8 冯昕;关于SARS隔离病房及负压隔离救护车内气流组织状况的数值模拟研究[D];天津大学;2004年
9 徐光芬;某体育馆气流组织的CFD分析[D];重庆大学;2003年
10 李鹏辉;大型商用客机舱内气流组织的研究[D];大连理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026