矢流流型的数值模拟方法研究

以K—ε两方程紊流模型为基础,采用有限差分的方法,对矢流三维紊流流场及污染场的分布进行了数值模拟。通过大量算例的计算结果分析,认识了矢流洁净室内气流动特性和污染物的分布规律。     

置换通风在卷烟厂应用效果的数值分析

存在大发热量设备的生产厂房具有空调系统能耗高的问题.以卷烟厂为例,采用数值模拟的手段,对某卷烟厂的卷接包车间应用置换通风进行了模拟分析,并与常用的上送上回进行了比较分析,结果显示,置换通风较上送上回具有更明显的温度分层,在满足车间环境参数的前提下,上送上回能量利用系数为1.1,而置换通风可达到1.5,其投入能量利用系数高,节能性较好.     

基于CFD的置换通风空调房间数值模拟

以下送风置换通风空调房间为例,采用计算流体力学CFD软件,运用两方程湍流模型模拟置换通风房间的温度场和污染物浓度场,揭示了置换通风在提高人体的热舒适性、改善室内空气品质、节能等方面的作用.模拟结果对改善室内空气品质具有指导意义.     

基于CFD的置换通风空调房间数值模拟

以下送风置换通风空调房间为例,采用计算流体力学CFD软件,运用两方程湍流模型模拟置换通风房间的温度场和污染物浓度场,揭示了置换通风在提高人体的热舒适性、改善室内空气品质、节能等方面的作用。模拟结果对改善室内空气品质具有指导意义。     

水流绕过二维方形障碍物的湍流数值模拟

采用了混合有限分析求解方法对湍流绕过二维方形障碍物进行了数值模拟,模拟雷诺应力项时采用了布辛涅斯克假定.采用了k-ε双层模型进行计算,通过与文献中的实验结果及数值计算结果的比较验证了本计算方法的有效性.模拟结果表明k-ε双层模型较壁面函数法预测湍流绕过方形障碍物时更为准确;障碍物高度及流动条件不变时(Re=1.4×104,H=1.0),随着方形障碍物长度的变化,障碍物上游的旋涡Ⅰ的长度基本上没有变化,而在障碍物的下游当L/H≥4时旋涡Ⅱ的长度也基本上保持不变.     

送风温度对置换通风房间流场影响的数值模拟

为得到送风温度对置换通风房间速度场及污染物浓度影响的规律,采用计算流体力学CFD软件,运用两方程湍流模型模拟不同送风温度下的房间流场。结果表明,在送风压力和其他边界条件不变的情况下,随着送风温度的降低,参考线上的速度值增大,污染物浓度减小。模拟结果对工程实际具有指导意义。     

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.     

基于流体体积法的溢流堰粘性流场数值模拟

为了对溢流堰的流场进行数值模拟,从完整的N-S方程出发,采用k-ε两方程湍流模型封闭Reynolds方程,作为基本控制方程,对自由表面的追踪采用了VOF（volume of fluid）方法.数值计算中,对基本控制方程采用了基于交错网格的SIMPLE算法,对自由表面控制方程采用了施主-受主方法.计算了溢流堰上的流速和压力分布,并与已有的试验结果作了比较.结果表明,计算方法能够比较准确地模拟溢流堰的流场.     

空调房间气流组织的数值模拟

应用计算流体力学的理论和方法模拟建筑物室内通风空调气流组织的湍流流动 ;使用了K-ε模型与SIMPLE方法对室内气流组织进行模拟 ,并对方程的离散、耦合求解以及SIMPLE算法等数值计算问题进行了论述 ,并以带热源的空调空间的室内气流组织为实例作了数值模拟和讨论     

置换通风加毛细管地板辐射空调的模拟研究

节能环保以及室内环境的舒适性是现代暖通空调技术发展的一个基本趋势.毛细管辐射空调由于其舒适性高、导热能力快、不占用建筑使用空间、节能效果明显等优点越来越受人们的关注.在此背景下,提出通过建立置换通风+毛细管地板辐射的热传导模型,数值模拟该复合空调供给的热湿环境参数,并与实验测得的温度、湿度、速度、PMV、PPD值进行对比,得出不同供水温度与换热量的关系,分析该复合空调的供冷能力.该研究为促进供暖/供冷一体化技术在长春地区的发展应用提供一定的参考价值.     

体育馆建筑室内气流分布数值模拟研究

提出非规则网格有限体积法计算复杂外形体育馆建筑的室内气流分布．采用κ－ε湍流模型进行分析,在建筑地面与壁面考虑了气流流动粘性作用的影响,用壁面函数加以修正．据此,编制了通用计算程序,计算分析了体育馆建筑室内气流分布方案,找到最优方案,为空调设计的优化提供了强有力的分析手段．     

烧结板除尘器脉冲清灰气流的数值模拟

采用Fluent软件对烧结板除尘器的脉冲清灰气流特性进行模拟计算,得到不同喷嘴数量、喷嘴直径、喷吹压力、脉冲时间、喷射间距模型的壁面峰值压力,计算结果表明:增加喷嘴数量和增大喷嘴直径能够增大壁面峰值压力,有效改善清灰效果;当喷吹压力增大时,能够增大壁面峰值压力,改善脉冲清灰性能;选取合适的喷射间距能取得最大的壁面压力峰值;脉冲时间对清灰效果改善不明显.     

Y型通风采空区瓦斯流场数值模拟研究

为了找出Y型通风工作面采空区中瓦斯流场的分布规律,为采空区瓦斯治理提供理论依据,应用流体力学模拟软件Fluent对两进一回Y型通风工作面采空区流场、瓦斯浓度场的分布进行了模拟研究,得到采空区瓦斯流动及浓度分布规律为:沿走向向采空区深部瓦斯浓度逐渐增大,沿倾向从下向上瓦斯浓度逐渐增大,沿空留巷的末端是能位的最低点,漏风向沿空留巷末端方向流动,可以解决上隅角瓦斯积聚问题。     

竖井型长大城市隧道火灾通风的数值模拟

 随着城市建设发展,竖井型隧道越来越多地应用于城市交通隧道中。采用稳态与非稳态方法对火灾工况下竖井型隧道的气流场进行了数值模拟,分析了竖井型自然通风口对高温烟气扩散的影响。研究认为,竖井自然通风口引入隧道外冷空气,显著降低火源端部温度,可在一定程度上减少高温烟气对火源处隧道顶板的破坏。通过竖井引入新风,显著降低火源附近的有毒气体浓度,改善了火灾救援条件。火灾产生的有毒烟气由隧道洞口集中排放转变为竖井自然通风口分散排放,这对制定火灾救援、人员疏散方案有重要的指导作用。本隧道所设置的竖井自然通风口方案可满足火灾情况下人员逃生要求。     

三层多孔板电除尘器气流均布数值研究

气流分布均匀性对电除尘器粉尘脱除效率有着十分重要的影响,通过计算流体动力学软件Fluent对某电厂1 000 MW级机组电除尘器气流均布特性进行数值模拟研究,其中多孔板简化为多孔介质模型,流场的模拟采用k-ε双方程,数值计算采用SIMPLE算法,结果表明,在电除尘器入口喇叭口处设置三层多孔板,且开孔率设置为50%、30%、30%,气流均布性最佳;进口流速为6 m/s时,电除尘器气流均布满足合格要求,并对比了有无灰斗挡板对气流均匀性的影响,发现灰斗挡板可以有效减小灰斗内部涡流现象,提高粉尘脱除效果。     

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。     

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。     

喷雾碰壁混合三维数值模拟

针对国外在喷注碰壁混合的研究现状和存在问题,成功地建立了一个较全面的三维流体喷雾碰壁模型,描述液滴碰壁后粘附,反弹／粘附,飞溅／附壁射流等各种现象,并对一典型燃烧室内的喷雾碰壁混合过程进行三维数值模拟,其计算结果与实验结果比较吻合,说明计算模型的构筑是正确的,具有较高的工程实用价值。