人工环境室内湿度场的数值模拟和优化

采用FLUENT离散相模型对环境室内水滴的蒸发过程仿真模拟.研究了喷入液滴直径、送风速度和送风温度对环境室内流场、湿度场的影响.计算结果表明:喷入液滴直径越小、送风温度越低时,湿度场的均匀性越好;增大送风速度,湿度场能更快达到稳定.综合考虑经济性和湿度场均匀性,对于该计算模型,在送风温度为320 K、送风速度为18 m/s时得到最优的液滴直径为10μm;在送风温度为320 K、液滴直径为2μm时得到最优送风速度为18 m/s.     

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。     

利用冷却法构建湿气流过饱和场的实验研究

以模拟湿法脱硫后的高湿烟气为工质,采用冷却的方式在相变室内建立水汽过饱和环境.提出一种间接测量水汽过饱和度的方法来衡量水汽相变过饱和场构建效果.考察了不同气流温湿度、冷却水温度以及相变室壁面材料对水汽过饱和场的影响.结果表明,提高气流相对湿度以及适当提高气流温度都有助于提高水汽过饱和度;冷却水温度对过饱和场建立有非常明显的影响,冷却温度越低,得到的水汽过饱和场过饱和度越高;采用低表面能的聚四氟乙烯材料作为相变室内内壁可有效增强相变效果,获得较大过饱和度的水汽氛围;当相变室入口气流温、湿度分别为50℃,90%且冷却水温度为20℃时,采用有机玻璃材料的相变室内水汽过饱度可以达到1.5左右.     

座椅送风大空间湿度分布模拟

运用CFD方法,采用人体与座椅的实体简化模型,研究了座椅送风条件下的某剧院的湿度分布特征.简化模型的人体尺寸由国家标准GB10000－88中国成年人人体尺寸数据简化而成;座椅送风口根据妥思座椅置换送风系列TCD-B/190参数简化而成.平均每个人对外界的散热量为120 W.结果表明,相对湿度与温度都存在分层梯度分布,温度随高度增加而升高,而相对湿度随温度升高而降低.这与送风口可视为一个温源,湿空气上升过程可近似视为一个等含湿量过程有关.座椅送风系统这一特性,有利于实现微气候分区控制,降低系统通风量,同时也为室内的温湿度控制提供了新的思路.     

三种工况下裸体状态数值假人的热传递模拟

为了探索一种能够取代暖体假人现场实验的有效途径,建立数值气候室,利用计算流体动力学(CFD)的数值模拟方法,在送风温度为20℃、速度为0.05m/s工况下,对数值假人体表自然对流边界空气层的温度、速度场分布及热传递属性参数进行模拟,然后在送风温度为20℃、速度分别为0.15和0.50m/s工况下,对室内混合对流的温度场和速度场以及热传递属性参数进行模拟.研究表明模拟结果具备很高的可靠性.     

应用辐射供暖的列车车厢气流组织研究

列车的气流组织对室内人员的舒适性有重要影响.为了研究辐射供暖和空调送风联合作用时适宜的室内气流组织形式,以某动车车厢为研究对象,使用Airpak软件进行了数值模拟,给出了不同方案下车厢内的速度场、温度场的分布情况.研究了送风风速、辐射板温度、送风温度等对车厢气流组织的影响,并通过评价指标的对比分析,给出了适宜的辐射供暖...     

工位送风口形式对办公室内气流分布的影响研究

工位送风是一种将新风直接送到工作岗位的送风方式,与传统空调相比,工位送风大幅提高了送风有效性.为分析办公室内适宜采用的工位送风口形式,建立了办公室内应用工位送风系统的物理模型,对采用不同形式工位送风口送风时的办公室内气流分布进行了数值模拟,对比分析了办公室内温度、速度、PMV和污染物质量浓度分布,研究结果表明,采用孔径...     

移动热湿源廊道热环境的改善及送风参数优化

为有效改善具有移动热湿源的高温高湿廊道热环境,给工人提供舒适的工作环境。以邯郸市某铁渣转运廊道为依托,建立廊道空气与皮带表面热湿耦合传热物理模型,定性分析不同送风温度、送风风速、铁渣温度、皮带运行速度条件下廊道热环境的改善效果,定量探究其对廊道热环境的影响程度,并拟合各影响因素与廊道温度的相关经验关联式。结果表明：对廊道热环境影响程度由大到小依次为：送风温度、送风风速、铁渣温度、皮带运行速度。送风温度越低,送风风速越高,铁渣温度越低,皮带运行速度越小,越能有效改善廊道热环境。送风温度为22℃,送风风速为2 m/s,铁渣温度为65℃,皮带速度为3.0 m/s为廊道热环境改善的最优组合方式。文章研究成果将为类似廊道内选择合适的通风方式、设备调控及系统优化提供指导。     

制衣车间湿帘降温系统的CFD模拟

为研究湿帘降温系统在热湿地区制衣车间的热环境分布情况,使用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）方法,模拟湿帘降温系统下制衣车间内部温度场与相对湿度场的分布。用现场测试结果及计算结果设置相应边界条件,模拟结果显示,沿湿帘进口到负压风机出口方向室内温度呈递增趋势,平均每米增加0.031 ℃,室内相对湿度呈递减趋势,平均每米下降0.37%。将温度值和相对湿度值的模拟结果与测试结果进行对比分析,可知温度平均误差为0.57%,湿度平均误差为4.9%。研究证明了所建立三维CFD模型的准确性,为湿帘系统在制衣车间的布局优化提供参考。     

办公室不同通风方式效果模拟与分析

目的研究夏季办公室置换通风、侧送风和混合通风的特点及效果,探索不同通风方式对室内空气品质和热环境的影响,设计有效的办公室通风系统,创造良好的室内环境.方法利用Airpak软件对置换通风和侧送风进行模拟计算,得出了两种送风方式下室内温度场、速度场以及PMV-PPD指标分布.结果侧送风形式下,空调送风运动轨迹呈抛物线分布,新风抛物线以下工作区域温度较低,主要分布在24~28℃,在人体经常活动的范围内速度大小为0.25 m/s,PMV-PPD指标接近于0.置换通风热力分层,温度自下而上升高,工作区内风速为0.096 m/s,温度为26℃,PMV-PPD指标小于侧送风形式的PMV-PPD指标.混合通风工作区温度分布比较均匀,为28℃左右,但是工作区风速较高,为0.6 m/s.结论办公室采用置换通风方式活动区空气品质好,既能营造良好的工作环境又可利用空气自身浮升力达到节能目的,是一种理想的通风方式.     

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.     

送风方式对空调室内环境和系统节能性影响的试验研究

比较了混合通风、置换通风、地板送风和碰撞射流通风这4种送风方式的特点,利用试验方法实测了这4种方式下空调房间的室内温度、气流速度和CO2质量浓度分布,讨论了室内热环境特点的异同,对比分析了4种送风方式下室内热舒适性、污染物分布特征,并对送风能量利用情况做了估计.     

不同送风参数对地板送风系统性能的影响

为了得到地板送风系统理想的送风参数,首先通过正交实验研究不同送风参数对地板送风系统房间温度分布、热舒适性和空气品质的影响,然后采用控制变量法进一步研究送风温度和速度对系统性能的影响,最终通过Energy Plus能耗模拟软件计算得到供冷工况下热分层良好、舒适性较好且能耗较低的理想送风参数.实验结果表明:当旋流风口到人体的距离为0.7 m,送风温度为18~20℃,送风速度在1.2~1.5 m/s时,室内热分层较好,能够满足人员热舒适性和空气品质的需求.对不同送风参数下运行特性与能耗影响的模拟计算表明:在理想送风参数范围内,当送风温度为18℃、送风速度为1.2 m/s时,地板送风系统不仅可以保持较好的热舒适性和良好的热分层,同时还具有较低的能耗.     

变风量空调系统室内湿度控制分析

在变风量空调及其控制系统动态仿真软件的基础上,根据ASHRAE Standard 62-2001标准对于湿度控制的要求,分析了送风温度和冷媒水供水温度对空调区域相对湿度控制的影响．同时提出并分析了满足ASHRAE Standard 62-2001标准对湿度控制要求的送风温度优化控制策略。     

新型复合空调系统的结露情况及舒适性数值模拟

为了对竖壁贴附射流与地板辐射复合空调系统的结露情况及舒适性进行数值研究,建立室内复合空调模型,以实测数据作为边界条件,利用 Airpak3.0 软件对该系统的热环境进行数值模拟,分析设计相对湿度、送风速度以及排风口位置对室内热环境的影响,定性地分析室内各工况下相对湿度,PMV,PPD的特点,从而为竖壁贴附射流与地板辐射复合系统合理的运行设计提供了参考依据。     

不同空调环境下鼻腔内环境的数值模拟

为了研究不同空调环境下的吸入气流对鼻腔温湿度调节功能的影响,了解外界环境的变化对鼻腔内环境变化的影响,根据健康人体CT扫描切片重建3D鼻腔模型,利用Transition SST湍流模型和组分输运模型进行数值计算,分析了不同室内空调环境下人体鼻腔内环境的分布规律及其对鼻腔温湿度调节功能的影响。通过数值计算得到了鼻腔内详细的气流速度场、温度场、相对湿度场分布,结果显示在温湿度分别为18℃/30%、24℃/50%和28℃/70%的典型空调环境工况下,较为低温低湿的空调环境使鼻腔内部存在更大的低温干燥区;18℃条件下鼻腔内环境有63%的区域温度低于33℃;18℃/30%RH条件下呼吸蒸发水量是28℃/70%RH下的1.73倍;在咽部出口处吸入气流基本能被调节至满足进入下呼吸道的条件。可见室内空调工况对鼻腔内环境存在影响,较低湿度和温度的室内环境增加鼻腔调节负荷;本文应用的数值模拟方法可以较为准确且快速地模拟人体鼻腔内的气流及热湿交换,可应用于不同环境对鼻咽功能结构影响的量化评价及辅助临床评估诊断。     

水泥基复合材料湿度扩散特性细观数值模拟研究

运用Weibull统计分布方法描述材料的非均匀性,并结合质量扩散与统计分布理论建立了水泥基复合材料湿度扩散的细观数值模型.对水泥基复合材料内湿度变化规律的数值模拟研究表明：砂浆的湿度场不仅受温度的影响,还受到湿度本身的影响,湿度和温度的升高对湿度的扩散具有加速作用.砂浆的细观非均匀性对湿度扩散影响显著.试样的均匀程度越低,其内包含的孔隙就越多,这有利于湿度的扩散;反之,如果试样的均匀程度越高,则越不利于湿度的扩散.砂浆试样的宏观有效湿度扩散系数随Weibull分布函数中均质度系数的增加呈负指数衰减趋势.在混凝土中,骨料颗粒占有较高的体积分数,而其湿度扩散性能却较低,这在一定程度上降低了混凝土的宏观湿度扩散性能.研究结果表明,混凝土的湿度扩散系数随其骨料含量增加基本呈线性递减变化关系.     

工位空调不同送风方式的模拟分析

模拟了工位空调的3种不同送风形式(桌面送风、顶棚送风、地板送风)以及传统的中央送风方式下送风气流在人体活动区形成的温度场、速度场以及PMV的分布.结果表明使用桌面工位空调送风室内的热舒适情况较好,能量利用效率最高,优于其他工位送风方式.     

基于Fluent的汽车车室舒适度数值模拟

利用CFD商业软件对车室内空气的速度场和温度场进行模拟,对比分析不同的送风角度对车室内舒适度的影响。模拟结果表明：随着送风角度的增大,车室前半部分速度场场变化较大。当送风速度是5m／s,温度是20℃时,送风角度在45°～60°范围内舒适性相对较优。     

室内环境参数对室外气象参数瞬时变化的动态响应研究

为研究空调房间室内环境参数对室外气象参数瞬时变化的动态响应,采用CFD中的标准k-ε模型对兰州地区某办公室在考虑非稳定传热情况下的室内气流组织和污染物浓度场进行数值分析,获得了顶送风/下回风和侧送风/下回风两种通风模式下室内流场、温度场及污染物浓度场的分布。结果表明:不同时刻的太阳辐射通过激励室内自然对流换热过程对室内污染物的空间分布及迁移特性产生了显著影响。同一送风模式下,16:00时室内的污染物浓度较8:00时均匀,而8:00时的污染物浓度平均水平较高;在同一送风参数下,采用顶送风方式时更有利于降低室内污染物浓度。