高速气流对人体鼻腔温度场影响的数值研究

针对人体正常鼻腔及病变鼻腔在高速气流下的流场温度进行研究,揭示高速气流下鼻腔温度调节特性。建立反映鼻腔壁面温度特征的分区鼻腔物理模型,根据模型特点提出数学方程并应用有限体积法进行离散推导,使用数值方法对物理模型进行仿真计算,探讨三种主要高速流量工况下正常鼻腔及病变鼻腔流场的温度场特性。仿真结果显示,三种高速气流下经人体正常鼻腔温度调节后气体平均温度为29℃~30.5℃,经病变鼻腔温度调节后气体平均温度为26℃~29℃。得到结论:高速气流下正常鼻腔和病变鼻腔的温度调节功能明显下降;通过实施入口条件的温度补偿,可以提高鼻腔温度调节后气体的温度。     

井下避难硐室温湿度分布及耦合机理研究

为提高避险人员的生存舒适品质,建立基于密闭小空间的载人试验,对人体热舒适的温湿度耦合影响进行了定量分析和研究,验证了避难硐室配置制冷除湿装置的必要性,并对硐室内温湿度的主要扰动源进行分析和计算.采用CFD技术,构建了氧气瓶供氧时的避难硐室三维模型.模拟结果表明:无空调时避难硐室温湿度在9h内能达到33℃,90%,即人体闷热的环境条件;通过制冷除湿装置能有效地将其控制在30℃,83%以下.通过现场载人试验,验证了数值模拟的可靠性,并得硐室内温度达到28℃时,相对湿度应控制在80%以下.为避险设施设计提供指导性依据.     

基于Airpak的夏季空调室内热环境数值模拟研究

基于Airpak软件,选用室内零方程湍流模型对一夏季空调办公室内热环境进行了三维数值模拟,得到室内气流组织下的流场、温度场分布.采用PMV-PPD与空气龄指标对室内人员热舒适性及空气品质进行了评价,并通过测试室内温度、风速参数,验证了数值模拟结果的准确性.研究表明:对于分体式空调器房间,气流组织分布与空调器的安装位置、室内设备的摆设以及室内人员的分布有关,不同的气流组织将形成不同速度场和温度场.室内温度场分布在水平方向比较均匀,在垂直方向产生明显的温度分层;室内零方程湍流模型能准确快速模拟空调通风房间气流组织分布,PMV-PPD与空气龄指标能对人体热舒适及空气品质进行数值预测与评价,为房间空调器送风温度、速度参数的合理设定提供参考依据;热环境数值模拟对空调系统的气流组织设计、运行调节具有重要的指导意义.     

基于幅流风机的地铁列车乘员人体热舒适分析

为研究幅流风机在地铁列车中对乘员人体热舒适影响.以应用新型幅流风机B型地铁车厢乘员为研究对象.采用数值模拟加载Stolwijk人体生理温度调节模型结合气流不舒适指标、Berkeley热舒适评价模型对车厢乘员人体热舒适进行研究.通过实验验证仿真模型准确性,分析了车厢空调送风温度为20℃时,加载幅流风机对乘员人体微环境和各指标的影响.并对比分析了不同频率扰动场函数工况乘员各指标差异.研究结果表明:幅流风机可提高车厢流场流速和均匀度,改善车厢内气流组织,优化人体微环境热流场.加载幅流风机后,乘员整体热感觉降低了7.3％、热舒适升高了0.76％.一定范围内,随着扰动频率的升高人体热舒适下降,最优扰动场函数频率为2.75次/min.     

青藏线空调列车室内气流组织的沿线变化数值分析

以青藏线25T型空调列车为研究对象,为获得运行过程中车外环境对车内气流组织的影响特征,采用湍流Realizable k-ε模型对列车途经各主要站点时车内流场和温度场进行了数值分析。结果表明：太阳辐射对车内温度场的影响显著,送风参数随车外环境参数的变化而变化的空调模式对于确保高原列车室内舒适性意义重大。不同送风工况下的车内温度场和速度场之间的耦合作用导致车内不同位置的舒适性有所差别。同时,讨论了不同车外环境条件下各送风工况之间的转换问题,对现有空调系统的功能改进提出了更高的要求。     

人体舒适度与室内热环境

通过对自然通风环境、实际空调环境、实验空调环境与人体舒适度的关系的分析,发现在自然通风条件下人体热感觉随着温度变化是最小的,仅为0.0949(TSV)/℃,而在实际空调环境下,热感觉与温度关系最大,变化率为0.3245(TSV)/℃.说明在自然通风条件下,影响人体突然感觉的其他因素比实际空调环境以及实验空调环境的要多;本文对三种热环境下热不可接受率与实测不舒适度进行比较,发现实测不舒适度远高于热不可接受率,说明热感觉并不等同于热舒适;在自然通风环境下,高温高湿(28℃,80%以上)条件下,空气焓值大小对实测不舒适度的影响比温度、相对湿度更为明显.     

旅客列车硬座车厢内气流模拟与浓度场分析

采用稳态不可压缩雷诺时均N-S方程、k-ε湍流模型,对旅客列车空调硬座车厢内气流场和浓度场进行了数值计算。采用立方体代表旅客,以人体呼出的CO2作为代表性污染物,研究了非空载下车厢内气流和浓度分布。计算结果表明：现有的送风方式除车厢两端外,车厢内沿长度方向气流分布比较均匀;人体散热和太阳辐射对车厢内流场温度场影响较大,非空载时车厢内流场分布与空载时有较大差别,太阳照射和人体产生的热气流使车厢内存在较大的温度梯度;车厢内过道区浓度较低,但座位区由于人员集中,人体呼吸区污染物积聚,浓度偏高,且车厢中部断面污染     

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。     

医院夏季空调湿环境对人体健康的间接影响

针对空调环境中5种主要的湿关联污染物进行实测,获得某三甲医院在实际使用中的尘螨、细菌、真菌、甲醛、氡现场参数。建立5种污染物浓度随室内温湿度变化及其对人体健康影响的灰色系统;运用云模型,将污染物浓度与健康影响的定性关系转化为定量关系,并结合灰关联分析法,获得5种湿关联污染物对人体间接健康影响的权重系数;通过计算综合关联度,推荐对人体健康有利的最优温度区间为25.0~27.0℃,最优相对湿度区间为65.0%~70.0%,为医院建筑夏季空调设计的健康舒适参数和运行控制参数设定提供参考。     

调湿型涂料对建筑室内热湿环境影响的实验研究

为研究调湿型涂料对建筑室内空气温度和相对湿度的调节性能,对涂装了调湿型涂料的房间(实验房)内的空气温湿度进行全天候的动态测量,并与未涂装调湿型涂料的房间(对比房)进行对比.研究发现:当室外环境温度与相对湿度的日变化区间分别为26~33℃和35%~85%时,开启门窗条件下实验房内空气温湿度变化范围分别为28.3~30.2℃和49.3%~63.5%、关闭门窗条件下实验房内空气温湿度变化范围分别为28.9~29.6℃和57%~61%.与对比房比较,实验房内的空气温湿度变化范围更窄.此外,实验房内的温湿度变化与对比房内和室外空气的温湿度保持相似的趋势,但是变化幅度更平缓.研究表明:调湿型涂料可以比较有效地调节建筑室内的空气温度和相对湿度、改善室内热湿环境,是一种节能环保的被动式建筑环境控制材料.