高大空间气流组织的研究

分析采用模型试验和数值计算的方法对高大空间气流组织的两类典型问题进行了研究。     

客车空调气流组织的改进及模拟分析

对客车空调回风系统进行了改进，首次提出将回风口由中间一个改为前后2个，并用κ-ε两方程紊流模型和壁面函数法建立了相关的气流组织计算模型，对改进前后车内的温度分布情况作了数值模拟和分析比较．结果表明：改进后的回风系统使车内的气流组织以及温度分布情况得到明显改善，前后两端的温度显著下降(约降低2K)，中部温度略有上升；在送风温度同为289．15K时，车内平均温度较改进前降低约0．5K，且乘客头部与足部区域之间的温差较改进前也有所降低．因此，对于改进前后同样的车内温度，改进后可以提高送风温度，从而降低系统能耗，还能够满足更大区域内乘客的舒适性要求。     

场模拟在超大空间仓库建筑性能化设计中的应用

本文通过时具体工程实例运用场模拟软件FDS进行分析，通过设置不同的火灾场景，计算火灾热辐射时相邻货区的影响，解决超大仓库防火分区的问题。     

某酒店中庭冬季空调气流组织数值模拟与实测研究

通过数值模拟与现场实测的方法对某酒店中庭高大空间冬季空调气流组织进行了研究,得到其温度和速度分布.通过实测和模拟的对比,验证了数值模拟的可靠性,为类似高大空间冬季空调设计提供建议.     

CFD在某实验动物房气流组织研究中的应用

采用数学模拟方法对某实验动物房现有方案下的室内气流组织效果进行评价,在此基础上提出优化方案,通过有效控制室内气流流向,使洁净操作区的空气可以循环使用,达到减少系统能耗的目的.     

空调硬卧车内气流组织的数值模拟研究

空调车内气流组织研究是车厢内热环境控制的基础，合理的车内气流组织可有效地改善乘客的冷热舒适性。采用k-ε湍流模型对25K型空调硬卧车内气流组织进行了数值模拟，研究了不同送风方式和送风参数下车内空气流场和温度场分布规律，并与实验结果进行了对照，两者基本一致。研究结果对于改善硬卧车内人体冷热舒适性提供了理论依据，对车内气流组织优化设计有指导意义。     

基于CFD技术的负压病房气流组织的数值模拟及分析优化

负压病房对于医疗单位紧急应对新冠病毒等强传染性病菌在院区内发生交叉传染、医护感染等至关重要,原因在于良好的气流组织有利于传染性病菌快速排出。设计相适应的、安全有效的送排风方案对于模块化负压病房的构建来说非常关键。基于计算流体动力学理论,依托多物理场仿真计算软件Comsol,面向雷山医院等应急卫生场所,以负压病房作为研究对象,研究6种常见的通风排风方案对于病菌的排出扩散效率的影响。还对雷山医院病房现有气流组织情况的浓度分布进行探讨和研究,并提出和对比了多组优化方案,得出了较好的通风布置方案。该方案能为以后的模块化施工提供参考,减少病菌传播扩散,更有效保护医护人员。     

小型数据中心气流组织及能耗优化

数据中心空调系统的首要任务是保证服务器的安全可靠运行.为了达到这个目标,很多数据中心的空调系统在欠负荷下运行,造成能源的浪费.这主要是因为气流组织的不合理造成局部区域报警从而启动了多余的制冷设备.为了节省能源和研究合理的气流组织,以一个存在上述问题的小型数据中心为例进行了研究.首先用数值分析的方法建立了数学模型,然后用实测数据提供了模拟中需要的边界条件,模拟得到其速度场和温度场情况,再用实测数据验证了模型模拟结果,然后根据实测和模拟结果用评价参数评价其能耗水平,最后提出改造方案.结果表明,在热扩散不好的区域增加智能风扇系统有效地改善了气流组织的情况,与一般的通风系统相比,这种系统每年可以降低38%的能耗.     

通信机房气流组织特性研究与空调冷量调配方案设计

为降低通信机房空调能耗,减少机房局部热岛效应,通过运用CFD（计算流体动力学）方法对通信机房空调气流组织特性进行了研究,在建立机房空调气流组织特性的数学物理方程的基础上,对其进行了数值求解,全面分析了送（回）风口、通信设备周边及通信机房多个断面的气流速度场与温度场,并对样本机房进行了实验测试与验证分析.实验验证表明数值求解结果与实测值基本一致,可见所建立的模型是正确的,数值求解的结果是可信的.最后,基于通信机房空调气流组织特性的数值求解结果以及样本机房的实验测试研究,对机房送回风的调配方案进行设计,从而优化机房内设备运行环境,减少机房冷量浪费,挖掘节能潜力.     

客滚船住舱气流组织的数值模拟研究

基于长江航线的工况对客滚船提出了人员住舱的空调系统方案。在此基础上,基于Airpak软件研究了客滚船住舱气流特性。其次,基于气流组织分布的评价指标,对夏季和冬季工况下客滚船舱室舒适性进行评价分析。最后,通过能量利用系数值,给出经济性好的空调系统方案。研究结果表明:①辐射空调系统能够在全工况下营造舒适性更高的室内热环境,相比于常规空调系统,其表征热舒适性的PMV-PPD(predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)值完全满足ISO7730规范的要求,且热环境舒适度均匀性更高;②辐射空调系统送风得到了充分的利用,经济性好。     

基于CFD的海洋立管系统严重段塞流数值模拟

利用CFD软件Fluent建立二维全尺寸仿真模型,对立管实验装置中的严重段塞流现象进行数值模拟研究。模拟方法中,采用液体体积函数(volume of fluid,VOF)法追踪气液界面;将长距离海底管道等效为箱体,以提高计算效率。模拟出了立管系统中的四种流型:典型严重段塞流(SSI)、严重段塞流II(SSII)、过渡流型(SST)和稳定流动;并对这四种流型的模拟结果进行了实验验证。最后,对典型严重段塞流的瞬态流动特性进行了深入分析。结果表明:采用数值模拟方法计算效率高,可准确模拟严重段塞流现象,为长距离立管系统中严重段塞流研究提供了切实可行的模拟方法。模拟工况下,气液喷发的瞬时质量流量可达入口的2.5倍以上,气液平均流速可达入口的4.5倍以上,其瞬态流动特性的分析对严重段塞流危害的准确评估有重要意义。     

基于CFD的油品泄漏扩散过程的数值模拟

构建油品泄漏扩散过程的三维计算流体力学（CFD）模型,研究地面粗糙度、泄漏口直径、泄漏速度和油品物性等因素对液池面积的影响;并根据液池扩展理论结合模拟结果拟合得到计算液池面积的经验关联式,可用来预估不同泄漏情况下液池的面积。结果表明液池面积随时间呈线性增加,随地面粗糙高度增大而减小,随泄漏速度、泄漏口直径增大而增大;地面粗糙常数、油品的密度和黏度对液池面积的影响较小。该研究结果可望为确定泄漏事故的影响范围及采取相应的防护措施提供理论基础和技术指导。     

主动脉动气流分选机理及流场模拟

通过分析不同雷诺数流型下颗粒运动阻力系数的差异,考虑主动脉动气流流场中颗粒运动所受到的附加质量力作用,分别得出斯托克斯和牛顿2种流体的颗粒在主动脉动气流场运动的动力学方程.对直径和密度不同,但空气动力学特性相同的等沉球形颗粒,进行动力学方程的计算机数值模拟,并优化动力学模型参数.在此基础上,应用颗粒高速动态分析系统对示踪颗粒的运动规律进行分析,研究主动脉动气流分选优于传统气流分选的机理.研究结果表明,数值模拟与示踪颗粒的实验室分选试验结果具有很好的一致性,低密度颗粒速度幅值与均值相对误差小于8%,高密度颗粒速度幅值与均值相对误差小于5%.     

环形空间内导热、对流、辐射耦合问题的数值仿真

本文针对环形空间内自然对流的研究现状,采用扩大计算区域办法确定边界条件,对一端开口的环形空间进行了将导热、对流、辐射耦合在一起的数值模拟,并加入了氩气的物性,使得计算结果与快中子增殖反应堆的实际情况相一致。计算结果显示,流动呈现两细胞的半循环流动,该结论与前人的研究结果一致。此外,由于采用计算区域整体模拟的办法,同时得出了固体内的温度场。     

汽车空调系统蒸发器总成流场的CFD研究

本文应用FLUENT软件对一种典型的汽车空调系统蒸发器总成的流场进行了CFD数值仿真分析.通过分析,发现了原蒸发器制冷剂流道结构的设计缺陷,提出了改进蒸发器芯体制冷剂流道结构,从而提高系统制冷量的方法.与实验结果相比,CFD分析的蒸发器出口平均温度的误差为7.5%,蒸发器总成进出口压降的误差为3.5%,表明该CFD模型可完全用于工程实际。进一步的实验表明,根据CFD分析结果改进蒸发器结构后的空调系统制冷量提高了8%.     

室内空气环境VOCs浓度场的CFD仿真分析

为了确定实验室内污染物浓度的分布状况,运用CFD仿真方法对固定排风量下某实验室内VOCs的浓度场分布进行了建模和数值仿真,实现了结果的可视化,并对仿真结果进行了分析和实地监测验证,除门窗附近几个点外,实验室内VOCs浓度场分布的实地监测值与仿真值在变化趋势上是比较一致的．整个室内VOCs浓度场的分布主要受排气系统的影响,空间分布上表现为随高度增加浓度值逐渐升高．通过CFD仿真研究,快速地给出室内流场和浓度场的详细信息,为进一步研究改变排风系统情况、不同排风量、移动污染源位置等多种条件下室内空气环境污染物浓度场分布情况提供了方法和理论依据．     

压力补偿灌水器分步式CFD设计与实验研究

为提高压力补偿灌水器的设计精度和研发效率,提出了一种压力补偿灌水器分步式CFD模拟方法。基于CAD建模、CFD分析软件Fluent和有限元分析软件An-sys,该方法可实现灌水器设计模型水力性能的模拟。采用这种方法,设计了一款直径12mm的圆柱压力补偿灌水器,并对其水力性能进行了模拟,得到了灌水器的预测压力-流量曲线。利用光固化快速成型技术制作出了实验样品,进行了水力性能实验,得到了灌水器的实验压力-流量曲线。通过对分布式CFD模拟结果和水力性能实验结果的比较,发现模拟得到的预测压力-流量曲线与水力性能实验得到的实际压力-流量曲线在50～150kPa范围内吻合得较好,在150kPa以上范围内存在一些偏差。详细分析了产生这些偏差的原因,提出了改善分布式CFD模拟的方法。     

空调列车室内流场的数值模拟

运用 K-ε紊流模型对 K2 5型空调列车 (硬座车 )室内气流组织 ,主要是速度场进行了数值模拟 .采用有限单元法和交错网格 ,将送风气流与车厢形状及障碍物作为一体考虑 ,研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响 .结果表明 ,送风方式对空调列车室内流场影响较大 ,而送风速度在 2～ 3m/ s范围内 ,对空调列车室内流场影响较小 .研究结果对空调列车室内气流组织优化设计及舒适性评价提供了依据 .图 9,表 1,参 8     

鼓泡塔内气含率分布与流场的CFD模拟

采用CFD商业软件对单层分布器、双层分布器和带导流筒3种结构鼓泡塔内气液分散性能进行数值模拟。研究结果表明,随着通气量的增加,鼓泡塔内气含率增高,但其分布的均匀性变差。鼓泡塔内存在过渡流域和充分发展流域,在过渡流域,塔内水平截面平均气含率随轴向高度而增加,在充分发展流域,塔内水平截面平均气含率不随轴向高度变化,2种流域的分界线位置和鼓泡塔的结构有关,而几乎不受通气量大小的影响。在相同通气量下,双层分布器和带导流筒鼓泡塔内平均气含率比单层分布器鼓泡塔低,但双层分布器相对单层分布器鼓泡塔可改善在耗氧反应体系中氧气分布的均匀性,采用带导流筒鼓泡塔可改善液体在塔内循环,使气-液反应在塔内更加均匀。