收藏本站
《兰州交通大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

封闭腔湍流自然对流修正k-ε模型及其应用

王烨  
【摘要】:自然对流是由于流体的温度差或浓度差引起了密度差,在重力或其它力场作用下形成升浮力而产生的一种流体流动和对流传热现象。 封闭腔中自然对流由于在建筑节能、电子元器件的冷却、太阳能集热器设计、核反应器设计等领域中的普遍应用而受到了广泛关注。在过去的几十年中,为了深入理解封闭腔中自然对流流动与传热过程,人们开展了大量的实验和数值研究工作,但是封闭腔中湍流自然对流数值分析的结果与实验结果之间依然存在较大差异。随着计算机能力和计算方法的发展,数值分析方法越来成为不可缺少的研究手段。因此,进一步对封闭腔内湍流自然对流模型进行研究非常必要。 已发表的研究结果表明无论用高雷诺数κ-ε模型还是低雷诺数κ-ε模型对封闭腔内湍流自然对流问题进行计算时所得结果与实验结果之间均存在较大差异。本文针对这一现状开展了一系列工作。 1.为了获得数值结果和实验结果产生较大差异的原因,对自然对流和强迫对流从动量传递与热量传递之间的比拟关系方面进行了分析。发现自然对流流动边界层与温度边界层之间不存在比拟关系,从而不能像强迫对流一样用αt=νt/σt封闭能量方程中的-ρcpuiT。 2.提出了一求解封闭腔湍流自然对流换热的高低混合κ-ε模型,将由该模型所得结果与实验数据进行了对比。结果表明该模型在对湍流自然对流换热的预测精度上虽达到一定改善,但还需要进一步提高。 3.为了对高低混合κ-ε模型进行进一步改进,提出修正湍流普朗特数方案σt=1+Pr,并形成湍流修正κ-ε模型。将该模型所得结果与实验数据进行了对比,发现用修正κ-ε模型在Ra109条件下获得封闭腔内空气湍流自然对流换热的平均Nu数与实验值之间的相对偏差平均值降低到了8.43%,同时在108≤Ra≤109时所得结果与其它文献中的数值结果很接近。 4.将修正κ-ε模型用于兰州地区住宅供暖换热器传热特性分析。在满足室内供暖温度要求的情况下,获得了外墙类型、室外环境条件、换热器面积、邻室传热等因素对换热器传热性能的影响规律、换热器表面温度、换热器提供的热量、室内流场、温度场等特征。
【学位授予单位】:兰州交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK124

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐铁锁,金虹,赵兴国,赵晓霞;方腔内水平和竖直平板自然对流换热的数值计算[J];东北电力学院学报;1994年03期
2 夏吉良,辛明道,张洪济;单个局部内热源和外部加热同时作用时封闭空腔内的自然对流换热[J];重庆大学学报(自然科学版);1990年04期
3 陈礼,李隆健;底部离散加热、顶部冷却的二维空腔内高宽比对自然对流的影响[J];重庆大学学报(自然科学版);1994年01期
4 徐明海,王秋旺,林梅,陶文铨;方腔尺寸对封闭方腔内多块孤立平板自然对流换热影响的数值分析[J];工程热物理学报;1999年06期
5 王秋旺,王育清,陶文铨,杨沫;几何位置对封闭方腔内水平孤立平板自然对流换热的影响[J];工程热物理学报;1994年02期
6 杨沫,李少华,徐志明,杨善让,陶文铨;三维方腔内竖直平板自然对流的数值模拟[J];工程热物理学报;1996年02期
7 李娜,李志信,过增元;封闭空间内小尺度等温竖板自然对流的三维效应[J];上海理工大学学报;2003年03期
8 战乃岩;杨茉;徐沛巍;;封闭腔导热辐射与自然对流耦合换热的数值研究[J];中国科学:技术科学;2010年09期
9 程义华;撒世忠;周亚素;魏世雄;檀志恒;;带遮阳百叶热通道幕墙的热工数学模型[J];建筑热能通风空调;2006年04期
10 马文驹,郑云;双扩散对流与晶体生长[J];力学进展;1991年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 耿文广;考虑交叉耦合扩散效应时多物理场自然对流传热传质研究[D];山东大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 魏世雄;热通道玻璃幕墙数值模拟研究与优化设计[D];东华大学;2006年
2 李荣敏;热通道玻璃幕墙内部气流组织的研究[D];上海交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金光;宋兴旺;王华;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];四川有色金属;2011年01期
2 许建柳;;复合墙体室内温度响应研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期
3 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
4 杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;;陶粒湿屋面传热过程的有限元解法[J];四川建筑科学研究;2010年04期
5 周传辉;吴银光;陈华良;;双层皮玻璃幕墙风口的确定[J];四川建筑科学研究;2011年02期
6 陈威;张爱国;刘倩;戴青;;含湿多孔介质应用于建筑墙体的制冷性能分析[J];四川建筑科学研究;2011年06期
7 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
8 鲁嘉华;张志英;;地铁岛式站台火灾环境监测与控制[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年01期
9 陈惜明;彭宏;;化学工程技术的几个热点与发展趋势[J];安徽化工;2006年01期
10 周向阳;;变风量空调系统应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王利希;周健;Jimmy Tsang;潘乐燕;;汽车空调风道设计及验收方法[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 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
3 杨金钢;;校园供热节能新技术[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 栾卫涛;李永安;;空气-空气能量回收装置阻力性能的数值模拟研究[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
5 蔡明庆;刘学来;李永安;;直埋供热管道固定墩热桥能耗分析及节能措施[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
6 王沣浩;颜亮;冯琛琛;王新轲;;地源热泵岩土热响应测试影响因素分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
7 焦涛;李红旗;;微通道换热器在热泵空调器中的应用分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
8 陈爱强;杨昭;尹海蛟;张娜;;长圆柱形果蔬冷激处理过程传热特性分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
9 崔帅;吴学红;苟秋平;吕彦力;朱兴旺;;球突翅片的传热与流动特性及等效热阻数值分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
10 苟秋平;吴学红;吕彦力;朱兴旺;;半球突开缝翅片的优化设计及性能评价[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李丽;湿热地区降雨对墙体传热的影响研究[D];华南理工大学;2010年
5 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
6 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
7 杨建国;电站锅炉煤粉空气富氧直接点火技术的理论及应用研究[D];浙江大学;2010年
8 胡军强;气动—柴油混合动力发动机工作过程研究[D];浙江大学;2009年
9 霍玉双;基于力平衡条件下等离子弧焊小孔形状分析[D];山东大学;2010年
10 金玉珍;激励喷嘴作用下纱线—气流场特性研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘广山;流量周期性变化流场数值分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 丁铜伟;强内热源多孔介质条通道流动换热实验技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨文强;孔群喷注噪声理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴曙亮;横向来流对等离子点火器点火区域的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨青松;中小型LNG船C型独立液货舱支座设计研究[D];大连理工大学;2010年
7 王宗鹏;基于有限体积法的液滴撞击固体平壁数值模拟[D];大连理工大学;2010年
8 刘显龙;水下拖曳体外形设计及其水动力学性能分析[D];大连理工大学;2010年
9 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
10 李洪珠;辨识室内颗粒污染源的CFD反问题建模[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 周铁军,王雪松;中国过渡地区住宅建筑节能现状与发展趋势研究[J];重庆建筑大学学报(社科版);2000年04期
2 宋宝峰,李钢;玻璃幕墙的利与弊[J];丹东师专学报;2002年S1期
3 黄护林,施明恒,葛新石;一种新型集热-储存整体式太阳能热水系统[J];东南大学学报;1998年05期
4 王颖;施能;顾骏强;封国林;张立波;;中国雨日的气候变化[J];大气科学;2006年01期
5 夏吉良,辛明道,张洪济;具有局部内热源的封闭空腔内的自然对流传热[J];重庆大学学报(自然科学版);1990年03期
6 张桂先,陈立东,丁鸥;CFD流体模型在双层换气幕墙传热分析中的应用[J];工程建设与设计;2003年09期
7 陈宝明,王补宣,张立强,耿文广;多孔介质传热传质中耦合扩散效应的研究[J];工程热物理学报;2004年S1期
8 李明顺;玻璃幕墙发展、国内现状与方向[J];工程质量;1998年02期
9 姜清海,郭金基,陈海,张开成,唐珠创;双层幕墙强迫送风有限分析法的计算与实验研究[J];广东土木与建筑;2004年11期
10 孙金礼,王艳芳,熊湜;国内外玻璃幕墙的发展状况与前景展望[J];国外建材科技;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邓启红;室内空气对流的特征与模拟[D];湖南大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏婕;常海萍;;不同旋转条件下多孔介质中自然对流的稳定性分析[J];中国科学技术大学学报;2006年06期
2 刘芳;陈宝明;;多孔介质与流体空间交界面应力跳跃的实验研究[J];水动力学研究与进展A辑;2011年03期
3 刘芳;陈宝明;王丽;;多孔介质对封闭腔体内对流传热传质的影响[J];山东大学学报(工学版);2011年01期
4 陈礼,李隆健;底部离散加热、顶部冷却的二维空腔内高宽比对自然对流的影响[J];重庆大学学报(自然科学版);1994年01期
5 张浙,杨世铭,刘伟,王崇琦,程尚模;矩形封闭空间内非饱和多孔介质自然对流的近似分析解[J];上海交通大学学报;1996年02期
6 翟志强,符松;空气冷却塔自然对流的数值研究[J];应用基础与工程科学学报;1996年03期
7 李隆键,辛明道;自然对流对螺旋管内湍流对流换热影响[J];大连理工大学学报;2001年S1期
8 王炳忠,陈友龙,李映颖;沿垂直壁上可压缩气体层流边界层的自然对流流场及温度场[J];水动力学研究与进展A辑;2002年04期
9 宋艺新,段远源;空气沿横管外表面自然对流实验系统[J];实验技术与管理;2003年05期
10 丁鹏,李安桂;一种处理无限空间自然对流边界条件的新方法[J];工业加热;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 戴传山;李琪;;自然对流对微小颗粒孔隙中运动沉积的影响[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 戴传山;;含微纳米相变颗粒流体的Rayleigh-Bénard自然对流[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
3 戴传山;;含相变颗粒流体的Rayleigh-Benard自然对流[A];中国地球物理·2009[C];2009年
4 戴传山;刘学章;;格子Boltzmann方法用于多孔介质与自由流体开口腔体内自然对流的数值模拟研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
5 谭文长;;黏弹性流体在多孔介质内的自然对流[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
6 陶建军;熊向明;;自然对流边界层的稳定性与转捩研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 马骞;徐建峰;宋保银;;双层玻璃幕墙自然对流换热的数值模拟[A];全国暖通空调制冷2006学术年会资料集[C];2006年
8 梁功有;曾忠;张永祥;张良奇;姚丽萍;邱周华;;封闭方腔内自然对流的格子Boltzmann方法模拟[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年
9 张晓晖;杨茉;;空调系统末端装置位置优化及对室内热舒适性影响[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(2)[C];2004年
10 符策基;张志勇;谭文长;;黏弹性流体在多孔介质内的自然对流[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 晨;RH真空脱气设备中夹杂物的行为[N];世界金属导报;2005年
2 张一萌;卫生部将投入27亿元推广被动式太阳房[N];中国建材报;2006年
3 李文方洪;国家会议中心的“环保经”[N];科技日报;2008年
4 谢峰通讯员 方洪;新技术扮亮国家会议中心[N];首都建设报;2008年
5 本报记者 周文丽吴东;绿色奥运留下绿色遗产[N];北京日报;2008年
6 方洪;北京建工博海用新技术建设国家会议中心[N];中国建材报;2008年
7 方洪;58项新技术为国家会议中心添光彩[N];中国建设报;2008年
8 韩德顺;秋季池塘管理要点[N];中国渔业报;2006年
9 张梦然;温暖需要多大代价[N];科技日报;2008年
10 谢耀华;买台加热器 居室暖如春[N];中国质量报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王烨;封闭腔湍流自然对流修正k-ε模型及其应用[D];兰州交通大学;2011年
2 夏婕;一种新型冷却技术中应用多孔介质的机理研究[D];南京航空航天大学;2006年
3 李德富;平流层浮空器的热特性及其动力学效应研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 施杨;基于FD/SI方法的颗粒悬浮流直接数值模拟研究[D];浙江大学;2012年
5 孙宝芝;声空化强化沸腾传热及渗透脱水过程传质研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 张朝民;旋转圆筒内热驱动流[D];清华大学;1992年
7 曹惠玲;电气设备相变降温的应用基础研究[D];天津大学;1998年
8 邱燕;竖直纵向翅片管自然对流换热特性研究及结构优化[D];山东大学;2007年
9 罗小兵;微惯性流体器件中的流动和传热及其工程应用[D];清华大学;2002年
10 余徽;浮力存在下的层流及湍流流动与传热的数值研究[D];四川大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖明;电气柜内发热元件热设计数值模拟研究[D];南京航空航天大学;2012年
2 杨琳琳;封闭室内自然对流数值研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
3 沈惬;自然对流条件下LED器件散热研究[D];浙江大学;2012年
4 陈奇成;耦合自然对流作用的固液相变数值模拟[D];上海理工大学;2011年
5 陈启勇;LED路灯散热器自然对流研究[D];重庆大学;2011年
6 王林豪;水平环形腔和方腔内冷水自然对流传热实验研究[D];重庆大学;2011年
7 王栋;多孔介质复合腔体内自然对流及传热的实验研究[D];山东建筑大学;2012年
8 张云芳;微尺度受热表面自然对流传热数值模拟[D];华北电力大学;2012年
9 闫锦霞;基于格子Boltzmann方法的封闭空腔内自然对流数值模拟研究[D];华中科技大学;2007年
10 李敏杰;竖直环隙间多孔介质中自然对流传热传质的数值研究[D];四川大学;2005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