太阳辐射作用下双层玻璃幕墙热通道的节能计算与实验研究

研究在不同太阳辐射作用下双层玻璃幕墙热通道气流，建立相关的流场和温度场状态方程组，计算双层玻璃幕墙冬季增热保温和夏季热气流降温的节能性能。通过双层玻璃幕墙的实体模型试验，观察流场结构，温度场变化，实测相关参数。最后开发有限分析计算软件，并给出计算实例。     

节能型热通道光伏幕墙热气流计算与实验研究

 分析了太阳能电池的转换效率受工作环境温度的影响变化规律。研究了双层幕墙在强迫通风及温差作用下所引起的热气流流动状态和规律,建立了相关的流场和温度场状态方程组,并计算了双层玻璃幕墙夏季热气流对建筑和太阳能电池组件的降温性能。最后完成了节能型热通道光伏幕墙的一个实体模型试验,并和计算结果加以对比分析。     

基于CFD的双层玻璃幕墙热工计算及应用

应用计算流体动力学CFD通用软件来对某实际工程双层玻璃幕墙进行热工模拟,得到热通道内的速度场、温度场、压力场。在此基础上计算出进风口的空气流量、平均温度、平均风速等物理量,并求出综合传热系数K和通风除热效率η,然后总结一些规律。     

寒冷地区民用住宅冬季自然通风数值分析

为研究不同开窗通风模式对寒冷地区冬季室内环境参数的影响,采用CFD中的Realizable k-ε模型对兰州地区某住宅在考虑非稳定传热情况下的室内流场、温度场、热舒适性进行了数值分析,得到了既保证室内采暖温度要求又改善了室内空气品质的三种冬季自然通风模式。比较了三种通风模式下不同房间内的流场、温度场的分布特征。对不同通风模式下室内热舒适性的评价结果表明:室内整体上偏凉。     

夏季工况双层皮玻璃幕墙综合传热系数计算模型

选取适用于夏热冬冷地区的箱体式双层皮玻璃幕墙作为研究对象,建立物理模型.分析该形式幕墙的传热机理,建立能量平衡方程,并给出方程中玻璃和遮阳装置总吸收率以及等效辐射换热系数的计算公式.采用CFD(computational fluid dynamics)方法确定了通风腔中的平均气流速度.结合传热机理,分析了其热阻的构成,给出了总热阻的计算方法,最后求得综合传热系数.     

双层皮幕墙内置遮阳百叶倾角评价方法

为了更加科学合理地动态调整双层皮幕墙(DSF)内置遮阳百叶的角度,满足自然采光和节能的双重需求,建立了受遮阳百叶倾角影响的室内综合得热量与平均采光系数的数学模型,通过对模拟结果的标准化处理和线性加权求和方法,建立了DSF内置遮阳百叶倾角评价模型.以长沙地区某建筑南向DSF为例,详细介绍了自然通风工况下,8:00至18:00时间段内,晴天及阴天典型日该双层皮幕墙百叶倾角评价模型的构建过程.通过模拟分析发现,长沙夏季晴天DSF遮阳百叶最佳倾角为82°,最佳倾角范围为73°~90°;长沙夏季阴天DSF系统遮阳百叶最佳倾角为0°,最佳倾角范围为0°~36°.     

黏接压力对PTFE/Kevlar双层织物摩擦磨损性能的影响

通过PTFE(聚四氟乙烯)/Kevlar双层织物与GCr15钢制金属盘的黏接试验,研究黏接面经过喷砂处理后,黏接压力对PTFE/Kevlar双层织物摩擦磨损性能的影响.结果表明:黏接压力为0.30 MPa时,PTFE/Kevlar双层织物的摩擦因数和磨损率最低,润滑性能和耐磨性能最好;同时,与黏接压力为0.10及0.20 MPa时相比,黏接压力为0.30及0.40 MPa时,PTFE/Kevlar双层织物的摩擦因数与磨损率的一致性较好,故适当提高黏接压力有利于提高PTFE/Kevlar双层织物摩擦磨损性能的稳定性.     

秦巴山地建筑外窗遮阳与自然通风耦合作用对夏季室内热环境影响分析

提高建筑室内热舒适度和降低建筑能耗是实现建筑可持续发展的主要途径。针对秦巴山区传统建筑夏季室内湿热现象,为改善室内热环境,提出对窗口加设遮阳构件,考虑遮阳与自然通风对室内热环境的耦合作用,对遮阳构件进行优化设计。首先利用Ecotect软件,模拟分析了常见遮阳构件、不同参数下的遮阳百叶对南向窗口太阳辐射的影响,得出百叶构件对综合辐射的遮挡效果最好。其次,利用三维有限元软件ANSYS CFX分析了不同叶宽及倾角下百叶构件对自然通风的影响,得出当采用叶片宽度为200 mm,倾角为30°的遮阳百叶时,建筑自然通风潜力最大。最后,综合考虑百叶构件与辐射得热量及自然通风的耦合关系,建议选用百叶宽度为200mm,倾角为30°的遮阳构件,遮阳系数达0.3,可有效遮挡南向窗口70%的太阳辐射得热量,同时通风潜力大幅提升。     

内置格栅诱导通道的太阳能通风墙性能

提出一种利用太阳能和风能实现室内自然通风的新型内置格栅诱导通道的太阳能通风墙模型,通过三维数值模拟研究在不同室外风速和太阳辐射强度下结构参数对其通风性能的影响.结果表明,内置格栅诱导通道可以有效利用室外风形成对太阳能通风墙主通道内气流的诱导作用而强化自然通风;该太阳能通风墙通风量随格栅间距与格栅高度比值的增加先增大后减小,存在最佳比值使通风量最大;随着风诱导通道宽度与主通道宽度比值的增加,不同室外风速下的通风量均呈先增大后减小的变化趋势.     

双层玻璃幕墙的CFD模拟与设计优化

简述了双层玻璃幕墙的节能原理。应用CFD技术对夏季简化的双层玻璃幕墙模型进行热工分析,揭示了热通道内的气流运动规律,指出双层玻璃幕墙存在的问题,并比较了几种不同设计方案的差异。最后,计算出幕墙综合传热系数和热效率两个关键参数,可为双层玻璃幕墙的工程设计提供参考。     

银基颗粒增强复合材料应力场数值模拟

利用有限元软件ANSYS,建立了不同颗粒间距的银基颗粒增强复合材料的计算模型。采用热-结构耦合的方法,分析了颗粒间距对银基颗粒增强复合材料的力学性能的影响。结果表明:颗粒间距的改变对银基颗粒增强复合材料的温度场、位移场有一定的影响;颗粒间距愈小,银基颗粒增强复合材料的应力值愈大。从而为银基颗粒增强复合材料的制备工艺优化提出了理论依据。     

模拟不同通风方式下综合管廊热力舱热力管道最佳通风区

以内蒙古包头市某综合管廊为研究对象,通过实验与计算流体动力学(CFD)数值模拟相结合的方法研究了在不同通风方式下管廊热力舱内不同管径的热力管道所对应的最佳通风区。结果表明:两种通风方式通风区的长度随着热力管道管径的增加而增加,自然通风、机械排风通风方式下管径为300、400、500、600 mm时最优通风区分别为160、166、178、200 m时可满足巡视人员舒适度要求;在机械送风、机械排风通风方式下,管径为300、400、500、600 mm时最优通风区分别为360、370、385、400 m时即满足要求。该研究对综合管廊实际通风设计有一定指导意义。     

湖南农村住宅周边植被对自然通风影响的研究

借鉴湖南丘陵地区农村住宅选址,提出农村平原地区住宅北向植被同样可以遮挡冬季寒风,同时不影响夏季自然通风,还可进一步提升湖南农村住宅居住舒适度.通过CFD在剖面上模拟了植被与住宅间不同的距离对室内自然通风的影响,并根据南北墙面无因次压力分布确定了最佳取值.以此为基础,在平面上模拟了植被的种植范围,同样依据无因次压力分布,获得最佳取值.最终获得了自然通风性能最优的住宅结合绿化设计模式,能够满足湖南夏热冬冷气候区冬夏两季的不同的自然通风需求.     

热力交互作用下冻土路基融化沉降分析

基于大变形融化固结理论建立了多路基结构相互作用融化沉降数值模拟平台,并研究了公路和铁路路基不同相邻间距条件下的融化沉降规律.通过分析计算结果表明,过近的路基相邻间距会加速下覆冻土层的融化.随着相邻间距的增加,两种路基间热学场的影响将逐渐减弱.对于相邻间距较近的情况,路基变形场相对于路基中心的不对称性随时间持续增大.随着路基相邻间距的增大,变形场的不对称性发展逐渐减弱.根据本文的计算算例,当两种路基间距大于20m时,不同路基间的热学和力学场之间将不会产生显著的相互叠加影响.因此,建议在多年冻土区构筑物密集修建地区,构筑物间的安全修筑距离应大于20m.     

建筑开口对自然通风效果及建筑能耗影响模拟分析

 通过Airpak软件模拟建筑开口对自然通风效果的影响,通过计算流体力学(CFD)方法和能耗模拟软件DesignBuilder模拟建筑开口对建筑能耗的影响情况。以长沙典型年气象数据为基础,分析了不同朝向和开口位置对建筑自然通风效果和能耗的影响。最后,综合自然通风效果与建筑能耗大小,提出了新的建筑设计综合评价指标,利用这个指标对不同方案下的建筑进行了计算,得出建筑朝向与开口位置最优组合方式。     

井筒开挖下非线性冻结壁的应力场和位移场计算

基于冻土力学性能试验获得的冻土应力一应变关系曲线所确定的冻土本构方程，分析人工冻结壁在井筒开挖过程中的力学特性；利用解除应力的概念，考虑冻结壁为非线性材料，推导出冻结壁的应力场和位移场的计算公式．通过对实际工程的计算分析表明，该计算方法可应用于深井冻结壁的设计计算．     

气凝胶玻璃的气候适用性分析

建立了气凝胶玻璃的光学模型与动态传热模型并进行了实验验证.根据已有理论方法建立了其他5种对比玻璃的模型,分别是:双层中空玻璃模型、三层中空玻璃模型、高透型Low-E中空玻璃模型、双银型Low-E中空玻璃模型和遮阳型Low-E中空玻璃模型.提出利用太阳能效用量指标来评价玻璃的全年适用性,并借助累计逐时得热量指标来评价玻璃在供暖期或空调期的适用性.结果表明:气凝胶玻璃在严寒地区(哈尔滨)、寒冷地区(北京)、夏热冬冷地区(长沙)、温和地区(昆明)均具有一定的节能潜力,气凝胶玻璃的太阳能效用量分别高出双层中空玻璃266.3、158.6、114.3、40.5 kWh/m~2(水平面),气凝胶玻璃的气候适用性序列为哈尔滨北京长沙昆明.     

基于管道爆炸数值模拟的架空天然气管道并行间距研究

从天然气管道失效泄漏引发爆炸现象出发,通过理论分析建立架空管道泄露模型,应用Matlab计算出管道泄露总量中参与爆炸的体积,通过TNT当量法将体积值转化为管道爆炸模型的初始当量。利用Autodyn软件建立管道爆炸物理模型,计算不同并行间距下管道受并行管线爆炸冲击超压及变形量。依据管道椭圆应变准则评定不同并行间距下管道受冲击变形风险。结果表明:架空管线受并行天然气管线爆炸冲击产生的变形破坏为超压破坏和冲量破坏两种形式。架空管道大变形位置为正对爆炸源最近点和背对爆炸源最远点。架空天然气管道安全并行间距:一级和二级风险距离分别为0~2和2~5 m,三级风险距离为5 m以上。将数值模拟结果与理论计算结果对比,验证了该数值计算方法的可行性。     

闽南小净距隧道中夹岩力学特性与加固措施

为研究山区浅埋偏压小净距隧道开挖对中夹岩力学特性的影响,以福建三明莆炎高速公路布盂隧道为工程背景,采用Midas GTS有限元软件建立三维数值模型,分析了浅埋偏压小净距隧道中隔壁法施工条件下中夹岩柱的力学特性,并提出了采用中空注浆锚杆的中夹岩注浆加固技术。结果表明,隧道浅埋偏压条件下采用中隔壁法施工,围岩与初支变形相对较小,但拱腰位置中夹岩变形应加强监控;小净距隧道开挖施工,中夹岩柱会产生水平位移,拱腰位置左右线隧道平均水平位移为 4.25 mm;采用小导管注浆加固的中夹岩柱正应变和塑性区显著减小,左右线隧道拱腰位置中夹岩应变分别减小77%和81%,拱脚位置应变分别减小85%和80%;结合数值模拟分析结果和现场设计,采用 5 m长中空锚杆对小净距段中夹岩进行注浆加固,提高了中夹岩柱的整体稳定性,保证了隧道施工安全,为后期类似工程提供了较好的借鉴意义。