百叶风口空调房间室内热环境的数值模拟研究

运用κ-ε湍流模型和N点风口动量模型对某办公室空调的室内温度场和速度场进行了模拟,并利用经济指标对该气流组织进行了评价.利用多功能测量仪对办公人员呼吸区的空气温度和气流速度进行了测量.结果表明,计算所得的温度和速度分布与实际测量的数据基本一致,可为相关的实际空调工程设计提供理论依据和参考.     

建筑凹槽中室外机周围热环境的数值模拟

为探讨高层建筑凹槽内室外机散热堆积对空调运行产生的影响,以某高层建筑为例,建立了室外机及其周围热环境的数值模型,分析了不同的室外空气来流和室外机运行状态下的局部热环境,提出了改善局部热环境的措施.     

城市热环境研究进展

城市热环境是当前城市气候、环境的研究热点问题.研究城市热环境的特点及动态规律,对城市灾害、城市规划、环境保护、大气污染、市政建设都具有重要意义.主要介绍了城市热环境的概念,简单分析了导致城市热环境恶化的原因,在归纳城市热环境发展的历程的基础上,重点介绍了国内外城市热环境的研究现状.     

加强城市热环境控制，减轻热岛效应，推动“绿色北京”建设

随着城市化的发展,世界包括中国的许多大城市普遍出现城市热岛效应增强现象,降低了人居舒适度,加剧了城市污染,危及居民健康,增大了能源消耗,影响了城市可持续发展。本文在分析北京城市热岛效应产生的主要原因和广泛借鉴有关热岛效应产生机理研究成果上,提出了"调整城市绿化考核指标,提高城市绿化生态服务功能"、"在城市规划中增加热环境控制的要求"、"实行建筑"换装"计划,推动建筑节能"以及"实施道路降温计划"等综合控制城市热环境、减轻热岛效应的具体城市环境管理政策建议。     

长春市高校学生宿舍建筑风环境数值模拟研究

以长春市高校学生宿舍为例,利用CFD模拟软件Fluent,对不同布局形式的长春高校学生宿舍建筑群体进行数值模拟与分析。通过计算机模拟,从风速比、风速分布、风压分布角度出发,对风环境做出整体评估并提出可行的改进措施。     

温州城市风环境及污染扩散的数值模拟研究

城市风环境是影响城市污染扩散和人居住环境的一个重要因素。从风环境的角度研究温州城市环境现状;并以温州风环境气象资料为基础,利用城市尺度边界层大气数值模式(RBLM)对三种风速条件下温州城区气流与风速的分布以及污染浓度进行数值模拟。通过分析这三个模拟方案发现鹿城区存在气流辐合区,导致局地污染状况加重;龙湾区污染浓度较大,是造成温州地区污染的主要原因。最后根据试验结果在温州市拟定出排污企业的最佳选址。     

热疲劳过程力学行为的数值模拟

采用运动强化模型和热弹塑性理论对轴对称问题的热疲劳过程进行了有限元数值模拟。计算中，采用增量理论模拟热疲劳的循环加载过程，采用初应力法对每一增量步下进入塑性单元的应力应变进行迭代计算，同时考虑了温度对材料性能、蠕变及应变速率的影响。还对４５号中碳钢圆柱形试件进行了同相和异相热疲劳试验。试验与计算表明：利用本文的数值模拟程序计算得出的滞后环与试验结果相吻合。     

发射药热自燃的数值模拟研究

对发射药热自燃现象进行了数值模拟研究。通过与在实验室中进行的小模型实验及在野外进行的大模型实验结果的比较,确定了发射药热自燃的反应模型;在此基础上,通过数值模拟研究了直径和壁面温度对发射药热自燃的影响规律。结果发现：实验段四周壁面温度越高、实验段直径越大,发射药越容易自燃;发射药Ｎｏ．１比发射药Ｎｏ．２更容易发生热自燃。还预测了在各种温度条件下,发射药Ｎｏ．１与发射药Ｎｏ．２可能发生热自燃的直径范围。     

基于区域嵌套与分解的城市风环境模拟方法研究

提出了适合城市风环境数值模拟的一个新的计算方法——嵌套计算方法。该方法首先对目标建筑群及其更大的周边环境建立大计算域并以较粗的网格进行计算,然后建立包含目标建筑群的子计算域并以精细的网格划分,以大计算域计算出的解作为子计算域的边界条件以实现区域嵌套求解。通过对两种建筑群布局的模拟计算,将该方法与传统方法计算的高精度解和中精度解进行对比。结果表明,本文的方法可以降低单次计算的网格数量,并且计算结果具有较高的精确度。     

复杂地形上城市热岛的数值模拟

用复杂地形上的三维边界层模式模拟了兰州市城关区的城市热岛,模拟得到的温度廓线和热岛强度与实测结果一致,模拟结果还显示了热岛的温度场和流场的三维结构,兰州市夜间热岛环流明显,地形山俗风对热岛环流有影响,热岛强度有明显的时间变化,城市热岛的形成主要是天气尺度的地转风和城市热源,地形等因素相互作用的结果。当地转风不变时,对热岛的形成起主要作用的因素是人工热源。     

合肥市城市热环境的空间变化及其驱动力分析

合肥市在进入21世纪后城市扩张十分迅速,城市热环境也随之发生改变.本文借助RS和GIS相关软件的支持,利用TM影像反演出地表温度并将其归一化处理.通过对比1995年9月18日和2007年10月5日的地表温度分布图和统计表发现在12年中研究区的热岛区域面积由68907600m2减少到66896100m2,减少了2011500m2;合肥市的热岛集中区由1995年的东部向2007年的西南部转移;老城区保护较好,在离合肥老城区中心0-2km的环形缓冲区内,低温、较低温、次中温和特高温的面积比例变化很小,高温区的面积减少,基本转变成中温区和次高温区;在2-5km的环形缓冲区内,各等级温度区变化较大;在5-13km的缓冲区范围内,较低温区和次中温区的面积一直在减小,低温区、次高温区和高温区的面积在增加.     

基于数值模拟的区域大气环境研究

根据山西省阳泉市南煤集团西上庄煤电一体化项目的总体要求,拟用中尺度气象模式MM5耦合大气污染模式CALPUFF,对评价区域2005年7月的大气环境进行数值模拟.通过综合模式系统地模拟研究发现:本地污染源的排放对阳泉空气质量起决定作用;7月对SO2的平均贡献浓度为85.31μg/m3,对PM10的平均贡献浓度为39.3 μg/m3.本地点源排放对SO2的影响相对较大;7月对其平均浓度的贡献可达65.04μg/m3.本地面源排放对PM10的影响相对较大,7月对其平均浓度的贡献为28.75μg/m3.外地点源排放对阳泉大气环境的影响较小,但在某些过程中通过区域输送对空气质置也会造成一定的影响.     

韶山市城区人为热影响下的热环境数值模拟

以韶山市城区的热环境为研究对象,利用Gambit软件建立了该城区建筑群的物理模型。分析了影响城区热环境的四种人为热源,通过Fluent软件模拟出夏季不同人为热影响因素作用下的城区热环境;并分析这些因素的影响程度。模拟结果表明:人类新陈代谢、工业、空调和交通四种不同的人为热对城区热环境有不同程度的影响,其影响程度大小依次为空调排热、新陈代谢排热、工业排热、交通排热,其中交通排热主要对路面周围热环境有影响。研究结果可以为改善城区热环境、缓解热人为热导致的热效应加剧提供参考依据。     

城市住宅小区风环境数值分析

针对某城市住宅小区建立了风环境的物理和数学模型 ,方程组进行离散 ,速度压力解耦采用 IMPLE算法 .通过大源项方法将浸没在大气中的住宅视为流体的一部分 .计算求解了两种来流角度的风环境分布 .一是来流平行于 X轴线 ,二是来流风向与 X轴成30°.两种情形都表明南方地区的穿堂风效应明显 ,可用于夏季降温 .对位于来流上游侧的建筑 (住宅 )要加强抗风压、风振能力 ;而处于下游侧的建筑 (尤其是第二种情形 )气流涡旋死角较多 ,要注意防止污染物的堆积 .研究表明 ,使用数值方法可以得出住宅小区内速度分布的详细情况 ,可对小区的风环境参数进行全面评价 ,对研究住宅小区的建筑系统节能具有一定意义     

基于遥感的城市空间热环境寻因分析

针对以往空间热环境分析模型的不足，在遥感、地理信息系统支持下，创建了基于人工神经网络和遗传算法的城市热环境非线性定量分析模型．通过对热环境的寻因分析，探讨热环境中各驱动因子对热环境的影响权重．     

消除城市热岛效应的大尺度热管理技术

随着当前城市化进程的加快,人口、城市建筑群落的密集化,以及急剧增长的机动车数量,使得城市热岛效应日趋严重。与此同时,为维持人居环境的舒适性,室内制冷设备加速运转,废热废气大量排出,这不仅造成能源的极大消耗,也加重了环境的负担。本文深入剖析了这一严峻现实,探讨利用传热学、建筑学、地球工程学、城市规划学等理论,从整体着手发展宏观大尺度城市热管理技术,即引入城市冷却系统的概念。相对于传统的分户空调,城市冷却系统能够实现大范围的温度调节,从整体上给热岛降温,同时解决分户空调带来的能源过度消耗问题,从而提升总能利用效率。分析了城市热岛和建筑耗能现状,阐述了城市冷却系统的基本特征,集中评述了当前实现宏观大尺度城市冷却系统的典型技术手段,并提炼出了有待解决的一些关键问题。所探讨的城市冷却系统可为国家环境战略和能源战略的实施提供一定的参考。     

快速城市化下福州市的热环境变迁

福建省是国务院提出建设实施的首个"国家生态文明试验区",福州作为福建省省会,其良好的生态环境有着举足轻重的作用.针对福州在发展过程中由非"火炉"城市一跃成为中国新三大"火炉"之首的现象,利用遥感技术反演和提取地表温度及其他城市生态参数,分析它们在1989—2013年间的变化以及"火炉"形成的原因和驱动力.研究发现,在24年间福州的城市热岛效应显著加剧,反映此变化的城市热岛比例指数(URI)从0.29上升到0.53.热场剖面和时空变化分析显示,城市热场的空间结构很大程度上被土地覆盖类型的空间格局所左右.总的看来,城市不透水面面积增大,斑块集聚,植被和水体面积减少且斑块趋于破碎,加上城市通风廊道受阻,导致了福州逐渐演化成为"火炉"城市.该研究为现代城市缓解热岛效应,实现健康可持续发展提供了借鉴和支持.     

热辐射不对称条件下室内热环境的数值模拟

建筑内围护结构的热辐射不对称可能引起的室内温湿度分布异常,严重时甚至导致热舒适区的偏移。为精确预测热辐射不对称条件下室内热环境的变化特征,本文以海信 空调公司的青岛厂区的环境实验室为研究对象,严格按照实验室的尺寸、布置进行全尺寸建模,并且保留了空调器内部的流动和换热结构,从而保证模拟结果的精度。为了兼顾流动和传热问题过程中高雷诺转捩流和远场低雷诺流动,采用了SST k-ω湍流模型;采用多孔介质模型模拟空调器内部换热器;采用Coupled算法来实现快速迭代计算。为了验证模拟的精确度,进行了相同边界条件下的试验测量,获得实验室内210个测点的温度值和四个高度上的相对湿度,并计算得到室内气流的均匀度、垂直温差等关键参数。结果表明,空调送风量的模拟值与实测值的相对误差为7%,98%温度测点的相对误差在±5%以内。本研究表明,通过全尺寸数值模拟可以得到精度较高的室内温度分布的模拟结果,精确预测非对称热辐射条件下室内热环境。     

建筑密度对城市热岛影响的多孔介质数值模拟

根据城市空间结构与多孔介质的相似性,在城市热岛效应的研究中引入了多孔介质理论,采用体积平均技术和雷诺时均方程法建立了适用于城市湍流流动与换热的多孔介质数学模型,并利用微尺度数值模拟计算结果的空间体积平均对模型的有效性进行了验证.采用建立的城市多孔介质数学模型,合理地考虑城市热源在城市冠层内的空间分布,研究了建筑密度对城市热岛强度的影响.结果表明:城市区域热岛强度随着地面孔隙率的增大而减弱,地面孔隙率每增加0.1,就会引起城市热岛强度减小0.36 K;在城市游的乡村地区,随着离开城市距离的增加,热岛强度逐渐消失;城市冠层底部的热岛强要显著高于上部,热岛强度随高度的增加几乎呈线性减小;城市对上空气流的影响可以延伸至5倍的城市冠层高度.