基于CFD的室内自然通风及热舒适性的模拟

自然通风条件下室内空气流动及其对热舒适性的影响是住宅设计的重要因素．基于计算流体力学方法,应用Fluent软件,开展了自然通风热舒适性的研究．建立了天津某小区高层住宅建筑中两种户型的计算模型,对夏季典型气候下室内自然通风情况进行了模拟分析探讨了风向、风速和气温对室内自然通风的速度场和热舒适指数的影响．得出了A型房间的通风效果要优于B型房间的结论．利用数值方法对住宅的自然通风进行模拟,不仅可以评价房间的自然通风效果,而且对于住宅户型的设计具有重要的参考价值．     

空调列车软卧包厢内置换通风热环境数值模拟

采用Airpak软件对置换通风下的空调列车软卧包厢内热环境进行三维数值模拟,得到包厢内流场、温度场、PMV-PPD和空气龄分布.根据人体舒适性指标(PMV-PPD)和衡量空气品质的空气龄值,对包厢内气流组织和空气品质进行了预测和评价.研究表明:采用Airpak软件,并基于PMV-PPD和空气龄的热环境数值预测和评价,具有全面、系统、直观的优点,为优化空调列车舒适环境和列车空调系统设计提供参考.     

农村装配式住宅侧墙送风系统室内气流组织研究

针对装配式建筑特殊结构形式对暖通空调(heating,ventilating and air conditioning,HVAC)系统新的挑战与机遇,结合置换通风优势以及装配式住宅建筑墙体空间结构特征,开展了装配式住宅侧墙通风系统集成研究.采用数值建模研究手段,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)计算平台,在诠释系统架构与运行方式基础上,重点分析了该新型系统运行效果表征关键环节,即室内气流组织效果.选择了夏季室内三种不同送风模式以及传统射流送风方式进行对比分析,并以风速不均匀系数、空气扩散性能指标以及通风效率等作为系统性能评价指标.研究结果表明:在相同的制冷量限定条件下,大面积侧墙下送上回和中送风工况的风速不均匀系数、空气扩散性能指标、通风效率分别为0.432、0.963、1.279和0.386、0.926、1.574,优于传统射流送风方式的0.552、0.483、1.081.尤其采用中送风模式下,室内工作区内温度较低,在满足室内设计温度的条件下具有节能潜力.该装配式住宅侧墙送风系统,不仅可提高室内热舒适性,而且能一定程度上降低建筑能耗,为装配式建筑与暖通系统的融合与一体化设计开拓了新思路.     

西安市高层住宅室内热环境的测试与评价

对西安市具有代表性的高层住宅建筑进行了夏季热环境测试，测试结果反映了西安市夏季的气候特征以及高层建筑室内热环境的现状．分析了影响高层建筑围护结构热工性能的各种因素，并针对这些影响因素，提出了改善西安市高层住宅室内热环境的技术措施．     

建筑室内热环境的模糊评判模型

以地板送风空调房间为对象，通过大量调查与人体热舒适实验，引入模糊数学的方法，确定了4个室内环境主要影响因素（环境温度，风速，相对湿度，平均辐射温度）相对于热感7级别的隶属函数，并建立了相应的热舒适模糊综合评判模型，为较好地反映室内人员的热感觉及定量给出室内环境的预测平均反应值奠定了基础。     

城市住区低碳评价指标体系建构

从城市住区的低碳评价的目标单一性、评价量化性等特点出发,对城市住区低碳评价体系的目标进行设计.确定规划设计阶段、施工(竣工验收)阶段和运行使用阶段作为进行城市住区评价的三个主要时期,同时选取住区生命周期、各阶段、各主要能源系统共计10个低碳评价对象,并设定相应的低碳指数作为评价指标.在对各个评价指标的分析中,确定各个评价对象碳排放的模拟预测值或实际值的计算方法,同时明确相应基准排放值的确定方法,完成相应低碳指标的计算.最后,以构建的基准值作为分界点,将相关评价对象的低碳评价分级划分成七个梯度.     

皖南民居夏季热环境实测分析

通过对几座代表性皖南民居夏季室内热环境的现场详细测试以及室内外气温的连续监测 ,澄清了一些错误看法 ,如认为民居高大空间内温度分层明显 ,以及“冷巷”空气可被用于室内降温等 ;此外 ,结合天井、屋檐、屋顶等建筑细部处理的特点以及测试结果 ,指出遮阳是皖南民居设计中优先考虑的问题 ,自然通风设计则作为辅助手段加以考虑。     

住宅建筑气候适应性通风调控方法

为得出住宅建筑室内可接受热环境的气候适应性通风调控方法,根据适应性模型理论,以aPMV模型为基础,结合重庆地区的调研结果分析得出住宅建筑室内可接受的温度范围;基于状态空间法对重庆地区住宅建筑常用的通风调控技术进行分析研究,包括不同换气次数和分时段设置通风对室内温度的作用分析,从房间温度整体分布角度提出了重庆地区通风技术的分月调控方法;结合室外温湿度等参数的温湿图,具体分析了通风调控对室外气候参数的调控有效区域,得到各月通风调控方法的气候适应性区域。提出的基于室内热舒适适应性模型的可接受热环境的通风调控策略有利于建筑的热工设计和寻求设备的经济运行方式。     

基于PMV指标的室内环境热舒适度控制器设计

针对目前室内热环境调节缺少合理控制方法的问题,本文在分析温度、湿度、风速和平均辐射温度四个热环境参数对PMV指数影响的基础上,基于人体舒适度模型的模糊控制,将嵌入式ARM9芯片作为主控制芯片,结合无线传感网络,设计了一种室内舒适度控制器,并阐述了其系统构成与决策方法。该控制器不仅布设方便,而且能够在保证人体室内舒适度的情况下,减少调节室内热环境过程中带来的能耗。     

泉州洋楼民居的夏季热环境测试与分析

对福建泉州某洋楼民居在夏季高温、高湿季节的热环境进行测试,分析洋楼室内外空气温度、相对湿度、黑球温度和风速等参数随时间变化情况,并计算热舒适度PMV(预测平均投票数)指标值.结果表明:洋楼外廊有明显的气候缓冲作用;夏季白天洋楼室内的热舒适性不佳,但各用房存在相对舒适的时段;灰空间在居民的迁徙型居住模式中有重要作用,增加开敞度、屋顶隔热、房门对位等是改善洋楼热环境的措施.     

室内人体移动过程对热舒适的影响研究

使用计算流体力学(CFD)技术,结合动网格技术和刚体运动学理论,对室内人体移动进行了动态模拟,得到了人体移动过程中不同时刻室内流场分布.分析了移动过程中的平均温度、平均速度、温度和速度不均匀性指标,并预测了有效吹风温度(TEDT)、空气分布特性指标(ADPI)和吹风感的不满意率指标(PD),比较了不同人体移动速度对以上指标的影响.模拟结果表明,人体移动对室内气流分布和热舒适有短期影响,能提高室内风速的扰动,造成吹风感.     

厦门地区典型农村住宅夏季室内热环境实测与分析

实地测试厦门地区具有代表性农村住宅的夏季室内热环境参数,运用统计分析方法对测试结果进行对比分析.结果表明:受测农宅的室内空气温度变化趋势与室外温度变化趋势基本相同,低于室外空气温度,室内空气温度与黑球温度差别小;海拔高度高、建筑密度低的农宅室内空气温度低、热稳定性差,静风状态下的热舒适性较高;混合结构的农宅室内温度比采用传统建材的高,但稳定性更好,建筑材料对农宅室内热环境的舒适性影响相对较大.     

微通道内甲醇重整反应的LB方法

利用格子Boltzmann方法对微通道内甲醇水蒸汽重整制氢反应过程进行模拟,建立了双速率动力学平行反应机理的格子演化模型。分析了边界温度和进口流速的变化对甲醇转化率,氢气和一氧化碳的出口含量以及通道中的最大温差的影响。当边界温度和进口速度一定时,分析了整个反应过程中各组分的变化情况。结果表明,在水醇比,边界温度以及进口速度分别为1.3、523 K、0.1 m/s的情况下:甲醇出口转化率最高达94.36%;氢气的含量为0.0989;CO的含量为0.0095%。发现随边界温度升高,进口流速的减小,CO的含量会进一步增加。     

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.     

车用锂电池组热流场特性数值模拟与优化设计

针对车用电池温升过高、电池组温差大的问题,开展电池包热流场分析与优化设计.根据Bernardi的生热速率方程式,建立由电池电解液、正负极柱和隔膜四部分组成的单体电池热耦合模型及成组电池传热模型;利用Fluent软件分析锂电池单体在自然对流环境下的温升特性,研究成组电池在强制对流条件下的热流场特性;通过增加导流板优化电池箱内流场结构,并评估导流板对电池组散热效率的作用.结果表明:单体锂电池在自然对流下温升明显,电池内核温度远高于正负极柱温度;电池箱进出风口位置及结构决定箱内空气的流向和成组电池的散热效果;通过对进、出风口位置的设计及增加导流板,可有效改进电池组热流场的均匀性,从而提高散热效果.     

辐射供冷住宅设计最小新风量的有效利用

以低冷负荷住宅建筑为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法,研究送风末端与冷吊顶结合时,最小新风量的有效利用,通过数值模拟得出了上送风、置换通风、下送风三种气流组织形式与冷吊顶相结合时室内各位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度等参数,对三种气流组织下的室内空气质量水平和热舒适水平进行了综合评价.研究结果表明,与冷吊顶结合时,采用置换通风和下送风形式,室内可获得更佳的室内空气品质,最小新风量可获得更有效的利用.     

寒冷地区绿化指标对住区室外舒适度的多途径调控分析——以郑州市为例

【目的】城市环境与人群舒适度正逐渐受到关注,高质量的城市住区绿化可以改善微气候,提高空间使用率。本研究旨在探究绿化对人体舒适度影响的潜在机制与调控途径,明晰绿化指标之间的差异,为寒冷地区居住区规划设计提出相应的绿化配置策略。【方法】选取寒冷地区城市郑州的3个典型住区作为研究样本,进行冬季住区微气候实测及舒适度调查,通过回归分析,明确绿视率、植物视图因子两种绿化指标与舒适度的定量关系,厘清绿化对微气候环境舒适度的调控机制,并利用中介效应分析揭示二者作用途径的差异。【结果】回归分析结果表明,绿视率、植物视图因子与舒适度评价呈显著负相关(b=-0.181,P<0.01)、(b=-0.202,P<0.01),且绿化指标对舒适度存在直接和间接两种影响;两种绿化指标与风速呈显著负相关,与其他热环境因子皆显著正相关;舒适度与风速评价呈现显著正相关,与其他热环境因子负相关关系显著。通过中介效应分析表明,绿视率主要通过76.7%的间接影响和23.3%的直接影响共同调控舒适度,植物视图因子则主要通过87.9%的间接影响调控舒适度,直接影响效应不显著。【结论】两种绿化指标是从不同的角度来表征绿化结构,在评价人群与空间偏好的环境绿化设计中宜采用绿视率作为指标,而对于微气候适应性研究则更适合采用植物视图因子。     

云贵高原湿季室内热环境预测关系式

基于我国住宅建筑室内热环境研究的不足,以曲靖师范学院一自然通风房间为对象,对其室内温湿度、风速、墙面温度、地板温度、天花板温度、室外环境温度进行了为期半年的实地测试.对室内空气平均温度、平均辐射温度、PMV（predicted mean vote）值进行了计算.为便于快捷预测和调控云贵高原湿季室内热环境,利用线性回归分析法对PMV与平均辐射温度间的关系进行了讨论,获得了一些相关性较好的回归方程,在相似气候下对热环境预测和设计时可供参考.     

低位空调应用于住宅建筑中的节能和舒适性实验

为研究低位送风的空调形式应用于住宅建筑的节能效应及舒适性水平,在模拟卧室的实验室里分别对传统的高位空调（CAC）和低位空调（FAC）在设定室内温度相同的情况下测量其温度场和速度场,通过ADPI指标评价两种空调形式的舒适性水平;同时,对利用功率测试仪器测得的功率以及送回风的干湿球温度计算得到的两种系统不同工况下的COP值进行了比较．实验结果表明,低位空调的送风温度要高于同等工况下高位空调送风温度2．6—8.3℃,而ADPI值在大多数工况下也能满足ASHRAE要求的室内舒适性水平,尽管在实验的极端工况下略低于传统的高位空调的ADPI值．功率测试及COP计算结果表明,使用低位送风的空调系统要比使用传统的空调系统耗功平均减少14．9％,COP平均值由2．5提高到3．25,提高了29．6％．     

厦门住宅夏季室内自然通风热环境实测与评价

以厦门市4户住宅的夏季室内风速和热环境实测为例,探讨从参数变化中获得房间自然通风时段;在此基础上,提出用累积分布预测平均热反应指标(PMVN)来评价房间自然通风条件下热环境的方法,统计分析所测房间自然通风下PMV值的大小及其出现概率.结果表明,房间的白天室内风速较大而夜间室内风速较小,但就PMV值而言,房间PMV值白天...