节能建筑光环境设计实例

由建筑节能引出了建筑光环境设计的重要性,并介绍了一些计算机模拟软件,说明了计算机模拟软件应用于建筑光环境设计中的优越性.通过对某住宅楼光环境的模拟分析实例,对该软件在建筑光环境模拟分析中的应用作了进一步介绍.最后通过分析实例得出了该节能住宅楼光环境设计的相关建议.     

猪舍在不同开窗方式下的气流场模拟研究

对于利用自然通风的畜禽舍,开窗方式对舍内空气流动状态、温度、湿度、有害气体浓度有重大影响.建立平顶式、单坡式、双坡式、钟楼式和半钟楼式5种不同开窗方式下的猪舍模型,基于CFD计算平台Fluent软件对自然通风条件下不同类型的猪舍在不同开窗方式下舍内的气流场进行了模拟研究.结果表明:猪舍类型与开窗方式相同的情况下,开孔率越大,舍内进气量越大,越利于自然通风;猪舍类型与开孔率相同情况下,适当增加开窗数量,尤其是增加进气窗口数量,有利于调节气流在舍内形成良好的气流组织;开孔率及开窗方式相同情况下,平顶式与半钟楼式猪舍通风效果较好.研究结果可为猪舍设计提供参考.     

基于过程模拟软件的管壳式换热器优化设计

提出基于国际流行的ASPENPLUS模拟软件,通过与必要的手工计算相结合,高效地设计出符合中国相关标准管壳式换热器的步骤和方法。复杂而且繁琐的能量平衡和压力降计算由软件来完成,设计者只需依照相关的标准,通过简单的手工计算确定出离散变量的取值,再基于模拟软件的计算结果,在压力降和标准许可的范围内,调整离散变量的取值以便进一步提高总传热系数,从而节省传热面积。通过重新设计一个文献实例来演示所提方法的简单性和有效性,所得的换热面积比报道值节省了66．7％。     

基于FDS的办公楼火灾数值模拟分析

针对烟气在多层建筑中的蔓延情况进行研究。利用 FDS软件,对某三层办公楼进行火灾数值模拟。依据最不利原则,针对自然排烟时单室开窗和不开窗两种情况,各设置三个火源位置在不同楼层的工况进行模拟与分析,对着火房间和走廊的温度以及二氧化碳、一氧化碳和氧气浓度等多个方面进行观测,与人能承受的“忍耐值”进行比较,提出最佳逃生的安全时间和保证人员安全的疏散路径。     

轿车开窗行驶时的气动阻力分析

基于计算流体力学(CFD)的数值模拟方法,研究了轿车行驶时不同开窗情况下整车的气动阻力.根据轿车不同的车窗开窗情况,将汽车开窗行驶分成9种情况进行数值模拟,获得了整车的气动阻力系数以及室内流场分布情况.通过流场的显示分析推测气动阻力增加的原因,评价了不同开窗情况下汽车驾驶室内的通风效果.根据汽车理论,分析了开窗行驶对汽车燃油消耗的影响,给出了汽车开窗行驶的建议.研究结果表明:低速(低于90 km/h)行驶时,开窗行驶增加的燃油消耗低于开空调增加的燃油消耗;汽车低速行驶开窗能够对驾驶室进行很好的通风降温,不会大幅提高燃油消耗.车速高于90 km/h时,汽车气动阻力明显增大,功率消耗也快速增加,高速行驶打开车窗,室内的噪声会突然增大.     

基于光阻法的药液中异物信号分析及光路优化

对基于光阻法的药液中异物微粒检测的光电信号特征进行了分析,并分析和计算了颗粒大小、探测器有效光敏面积、光波长、光束宽度等对异物微粒产生的特征脉冲信号的影响.根据理论分析和计算结果,通过改进和优化光路设计,创新采用阵列透镜和阵列探测器方案,经过光学软件模拟和实验验证,有效增大了异物微粒的特征脉冲信号,从而提高了对异物微粒的检出率.     

集成电路光刻模拟的数据后处理研究

在集成电路光刻过程中,利用光刻模拟软件将光刻模拟结果与设计模板进行比较可以预先发现模板设计中的缺陷.由于光刻模拟软件与模板设计软件数据格式的不同影响了这一步工作的顺利完成.本文通过对两种软件数据格式的研究,利用Perl语言实现了两种软件之间数据格式的转换,具有一定的实用价值.     

旋转磨料射流套管开窗数值模拟及试验验证

提出利用旋转磨料射流进行井下开窗的技术路线,建立套管在旋转磨料射流冲蚀作用下的损伤模型,利用有限元方法对旋转磨料射流套管开窗进行数值模拟,并通过室内试验对模拟结果进行对比分析。结果表明:利用数值模拟方法可以较准确地模拟套管的实际开窗过程,揭示旋转磨料射流套管开窗的机制;旋转磨料射流开窗工艺简单、作业成本低,形成的窗口形状较为规则,可以满足径向水平钻进的要求。研究结果为井下套管开窗技术的进一步发展提供了理论基础。     

无衍射光束最大准直距离的几何光学模拟与实验

利用几何光学方法对轴棱锥产生近似无衍射光进行分析,给出最大无衍射距离的几何表达式.利用光学设计软件ZEMAX对产生近似无衍射光的光路进行追迹,并模拟横向光强分布.通过几何分析、软件模拟及实验验证,讨论光束半径和轴棱锥底角对最大无衍射距离的影响.研究结果表明,最大无衍射距离随入射光束半径的增大而增大,且近似成正比;而最大无衍射距离随轴棱锥底角增大而减小,且近似成反比.     

压边圈参数设置对有限元模拟结果的影响

用Pam-Stamp软件对无凸缘锥形件拉深进行了模拟,当压边面积为0时,不采用压边圈和采用压边圈会产生不同的模拟结果,而采用不带竖边的压边圈和带竖边的压边圈又会使模拟结果明显不同。     

基于BIM技术的室内照明仿真模拟软件计算精度解析

建筑照明专业参与BIM （building information modeling）技术的同平台作业还处于起步阶段。DIALux evo 8.2和ElumTools 2019.07是目前仅有的参与BIM技术的室内照明仿真模拟软件。采用CIE （Commission Internationale de i''Eclairage）发布的CIE 171：2006—test cases to assess the accuracy of lighting computer programs的5.2至5.8测试用例，通过验证这2款软件的计算精度，分析得出软件性能的优缺点。结果表明：在计算点光源直接照度、面光源直接照度以及光通量守恒性能这3个方面，2款软件均具有较高精度；计算大面积漫反射、遇遮挡和不同反射率这3种情况的间接照度时，DIALux evo 8.2计算精度优于ElumTools 2019.07；计算小面积漫反射的间接照度精度时，ElumTools 2019.07计算精度优于DIALux evo 8.2；计算定向透射性能时，这2款软件精度均比较低。进一步分析得出：核心算法是产生误差的主要原因，2款软件信息交换均存在一定缺陷。因此，采用光子映射算法，创建建筑与照明全信息交换接口将成为未来基于BIM技术的室内照明仿真模拟软件的研发方向。     

穿孔金属板表皮建筑室内照度模型与采光性能

近年来,穿孔金属板作为玻璃幕墙的外挂遮阳构件受到建筑师和业主的广泛青睐.为了解决因结构复杂穿孔金属板表皮建筑的采光模拟过程烦琐耗时这一问题,基于全阴天空模型,建立了穿孔金属板表皮建筑室内照度数学模型,以获取工作面特定点的照度值;同时利用光环境模拟软件Radiance对该模型进行验证;最后就穿孔金属板建筑表皮几何参数对室内采光性能的影响进行分析.结果表明:通过室内照度数学模型与Radiance软件数值模拟所得结果的整体误差平均值为3.9％,其证实了模型的准确性与优越性,可为建筑遮阳设计中穿孔金属板几何参数的确定提供快速准确的计算方法,以营造理想的室内光环境.     

LAMOST减天光方案研究

首先参考SDSS(the sloan digital sky survey)的经验,初步确立了大天区面积多目标光纤光谱望远镜二维光纤光谱数据处理流程,完成了LAMOST二维光纤光谱数据处理软件1.0版,并用模拟数据进行了测试,结果表明,该软件能基本满足LAMOST设计要求;其次提出了基于曲面拟合天光谱减天光的方法,并给出了初步的模拟实验,实验结果表明,该方法能更有效消除天光背景空间差异导致的减天光误差.     

新型人工天空半球内表面亮度分布的理论

针对旧式人工天空半球内表面亮度分布不合理的现象，提出一种新型人工天空半球的构造方法，并从理论上加以论证。在新型人工天空半球内 ，用均匀扩散透射材料形成环形散射光源，从天顶到地平线依次贴上反光系数递减的材料，可使人工天空半球内表面亮度分布与全阴天的真空天空亮度分布一致。这对于改进现有人工天空半球的亮度分布，提高模型测量采光系数的真实性和准确性，以及模拟不同地区气候散射光环境都有实际意义。     

演播室灯光遥控系统

把遥控思想引入演播室灯光系统设备,使大功率灯光控制更为方便,采用90年代国际水平的8位微处理器作为该设备的CPU,对每路灯光可以分别进行亮度控制及亮度存储并具有预热功能,使灯泡寿命大为提高。该演播室灯光遥控系统在设计上具有先进性。     

居住建筑最小窗面积及窗墙比的确定

根据居住建筑对室内光环境要求的特点，以标量采光系数为依据，提出确定居住建筑最小窗面积及窗墙面积比的方法，该方法较全面地考虑了影响室内光环境的４大因素，即室外光气修、房间大小、室外遮挡和室内表面对光的吸收，利用该方法对我国各光气候区进行计算，结果表明旧规范所规定的采暖居住建筑北向房间窗墙面积比（０．２）确实偏小，这与实践中人们会无意识地加大北向窗墙面积比的事实相符，通过对６栋Ｔ形住宅的采光进行问卷调查，将统计结果与该方法的计算结果进行比较，说明该方法的合理可行性。     

天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型.本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像.最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性.     

高寒地区铁路站房天然采光模拟及其优化设计

铁路站房是一类特殊的高大空间建筑,建设量大且使用频率高,照明能耗巨大。高寒地区日照资源丰富,在进行铁路站房设计时充分利用天然光,能够营造良好的建筑光环境,降低室内照明能耗,实现高寒地区生态环境保护目的。文中依据当地气候条件,采用参数化软件Rhino对高寒地区铁路站房进行动态采光模拟,发现天然采光存在采光均匀度低、过度曝光和眩光等问题,提出控制站房采光有效进深或设置高侧窗均能提高站房中部的有效采光量,改善采光均匀度;适当减少低侧窗的透光率可有效控制近窗处的采光量,防止过度曝光;设置可调节的感光水平遮阳或帘幕可防止眩光的产生,提高光环境舒适度;提升高侧窗透光率达到0.75以上时,候车厅能够获得良好的采光自足。     

蒙古包现状分析与窗户节能改造研究

以内蒙古地区的蒙古包建筑为研究对象,采用实地调研、实验测量和建筑能耗模拟软件DeST-h的仿真模拟相结合的方法,从自然采光和建筑供暖能耗两方面分析蒙古包的现状,并研究窗地比和窗户材质对蒙古包的供暖能耗的影响。结果表明,蒙古包的供暖能耗随窗地比的增大而减小,在窗户节能改造中宜采用大窗地比,在窗地比最大为0.0482时,采暖季热负荷指标相比传统蒙古包降低0.73 W?m-2;选取蒙古包窗户材质时,要综合考虑窗户的传热系数、遮阳系数SC值和太阳能得热系数SHGC等参数,在本文研究中高透低辐射玻璃的供暖能耗最小,相比采用普通6 mm单玻璃的传统蒙古包节省6.64 kW?h?m-2能耗,降低1.38 W?m-2热负荷指标。     

浅谈新闻演播室冷热光源性能比较及其应用

根据新闻演播室灯光录像的工作实践经验，浅谈演播室冷热光源在节目制作过程中性能的比较及合理搭配应用。