空调列车室内三维紊流流动与传热的数值模拟

采用三维紊流模型，应用有限单元法计算了空调列车（硬座车）室内气固耦合传热问题，对空调列车室内气流组织，主要是速度场和温度场进行了数值模拟，研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响，以及送风温度对空调列车内温度场的影响，为空调列车室内气流组织优化设计及舒适性研究提供了依据。     

基于人体热舒适性的装甲车辆舱室空调送风角度优化

装甲车辆舱室内部环境特殊,空调可以有效改善内部人员作战环境,提高装甲装备综合作战能力,为达到降温效果的同时满足人体热舒适性,并减少能耗,对现有装甲车辆舱室内空调送风气流组织进行优化.通过分析典型装甲车辆舱室热工参数,对装甲车辆舱室简化建模,利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件进行舱室空气流动数值模拟,验证计算模型,分析舱室内部的温度场、速度场的分布,通过改变送风角度来设计出合适的气流组织,为保障装甲车辆舱室内部热舒适性提供了设计依据.结果表明,出风口角度水平向上45°为推荐角度,气流组织合理,既能够保证装备内部乘载员近体环境温度合理舒适,又没有产生局部不适感,且冷量利用率最高.可见在相同的送风温度下,通过调整送风角度,可以有效调节舱室内部气流组织形式,使得乘载员处于舒适状态,且不会引起局部不适感.     

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.     

户外智能设备运行环境温度调控系统研究

区域集中式温度调控系统由智能控制柜组根据各智能柜温度及智能柜本体参数判断通风量并控制温度调控设备工作,通过送风管道将户外新风送入智能柜并打开智能柜中的通风设备及温度调控设备;预制舱温度调控系统根据密闭的要求采用柜内温度调控器和柜外温度调控器混合方式进行温度调控。最后根据实际使用智能柜的数量、发热量及户外气温进行了排风量计算并设计了实际使用数量,结果证明温度调控系统能满足最高气温,最大发热量状态下的运行要求。     

多介质耦合环境下的遗址文物原位保护

根据遗址博物馆对文物保存环境调控的特殊需求,提出了一种控制土壤文物空气多介质耦合环境内变量的梯度、实现出土文物原位环境重建的保护策略;进一步搭建了遗址博物馆实验葬坑,采用毛细管辐射系统对文物保存区原位环境进行了调控实验。研究表明:毛细管辐射调控系统可以实现文物保存环境的稳定,相比辐射调控系统关闭工况,环境温度昼夜波动值从3.6℃减小到1.6℃,文物土壤空气间的温差从2.1℃减小到0.3℃,文物本体不同部位的温差从3.8℃减小至0.8℃,同时文物保存区的风速控制在0.06m/s以下,远低于文物保存标准规定的上限值0.15m/s;毛细管辐射调控系统可以有效地抑制文物保存环境之间的物质与能量迁移,实现遗址文物原位保存环境的平衡保护。     

铜闪速炉数值仿真

利用欧拉法求解气相方程,利用拉格朗日法求解颗粒相方程,并用PSIC法耦合气固两相方程．通过仿真得到反应塔内部的流场、温度场、浓度场、燃烧释热场以及颗粒的轨迹与温度．可视化结果表明闪速炉内部流场存在2个大涡;闪速炉内部温度除喷嘴下部外,基本分布均匀;反应塔中含硫铜精矿在反应塔上部2m处就基本反应完全,在距离精矿喷嘴不到5m处,所有颗粒达到峰值温度;反应塔内部温度场、浓度场、流场以及颗粒的轨迹表明反应塔内部的各种场并非轴对称,不能将反应塔简化为二维轴对称来处理;仿真结果和现场试验结果相符,温度校验点的相对误差小于2%．     

旋流式低温送风口的实验研究

对新研制的一种旋流式低温送风口进行了空气动力、速度场、温度场及噪声测试.测试结果表明该旋流式低温送风口诱导效果好、阻力小、能耗低、噪声低、送风均匀、不结露,完全能满足低温送风要求.     

宽板坯连铸结晶器流场和温度场的数值模拟

利用商业软件PHOENICS建立了三维有限差分模型,计算了板坯连铸结晶器内的流场和温度场,分析在新水口条件下插入深度、水口出口角度对结晶器内流场和温度场的影响,在此基础上提出了合理的浸入式水口结构尺寸和浇铸工艺参数,其结果可为板坯水口结构和工艺参数的优化提供理论依据.     

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。     

油浸式变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法研究

介绍了一种基于有限元法的变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器二维模型,采用有限元法求解变压器内磁通密度分布;并计算变压器铁心及绕组损耗。随后,采用多物理场间接耦合方法将损耗作为热源加载条件求解变压器流体-温度场,分析变压器内部油流速度及温度分布。对35 kV油浸式变压器进行二维电磁-流体-温度场分析,将温度仿真结果与经验公式的热点温度计算结果进行对比,验证了方法的有效性和正确性。