冷却塔混凝土粗糙度对平均风压系数的影响

采用CFD方法研究全尺寸双曲冷却塔表面混凝土粗糙度对风压系数的影响.在规范规定的粗糙度范围内，分别对表面混凝土光滑以及表面混凝土有不同粗糙度高度的冷却塔全尺寸模型进行了数值模拟.将不同工况下的风压系数计算值与以往文献的风洞试验和现场实测数据进行了比较.研究结果表明：冷却塔全尺寸CFD模拟虽然解决了雷诺数相似问题，但纯粹的光滑壁面冷却塔在CFD计算中得到的平均风压系数比实际值偏离较大；在冷却塔全尺寸CFD模拟中必须考虑实际冷却塔表面的粗糙度对其平均风压系数的影响.     

大型楔形建筑风载荷数值模拟及模型尺度效应研究

本文采用CFD(计算流体动力学)软件STAR-CCM+,模拟不同风向角下泰安文化艺术中心的表面风压,并与实际风洞试验结果比较验证;采用经过验证的数值计算方法,分析了简化几何情况下的泰安文化艺术中心尺度效应对实际评估风载荷带来的影响。结果表明:CFD数值计算方法能够真实反映建筑表面风压特性;尺度效应对建筑表面的平均风压系数影响微弱,但是对建筑尾部的流场分布及流速大小有显著影响。     

Venlo型温室夏季自然通风降温的CFD数值模拟

采用CFD(computational fluid dynamics)方法对Venlo型温室夏季采用室外遮阳和屋顶喷淋措施的自然通风降温过程进行了数值模拟。模拟时对整个计算域采用六面体网格进行划分。对温室天窗附近区域的网格进行了加密处理，生成的网格总数约为100个。温室CFD数值模拟以室内外空气作为研究对象，外界气象条件、温室围护结构、室外遮阳与屋顶喷淋、室内植物和土壤等作为数值模拟的边界条件进行处理。对Venlo型温室在室外遮阳和屋顶喷淋措施下室内空气温度的变化以及在整个温室空间的分布进行了数值模拟。同时进行了venlo型温室室内温度的现场试验测试。CFD模拟结果和试验测试结果均表明：室外遮阳和屋顶喷淋使温室内空气温度得到有效降低。CFD模拟得到的Veto型温室室内温度平均值与试验测试结果的平均差值为1．7℃，平均偏差为试验测试结果的5％；数值模拟得到的温室室内温度的空间分布变化趋势也与试验测试结果一致。     

不同屋面坡度温室表面风压的数值模拟

探讨双坡面温室屋面坡度对温室结构表面风压分布的影响。基于标准k-ε模型方程和壁面函数法,采用有限元方法对温室结构模型进行离散,利用有限元分析软件ANSYS对不同坡度的双坡面温室表面风压进行数值模拟,对得到的风压分布曲线进行分析。结果表明:当屋面坡度由0°增加到30°时,迎风屋面的风压(风吸力)系数由0.62减小到0.15,背风屋面风压系数由0.58增大到0.66。由于屋面风吸力过大是导致屋面破坏的主要原因,推荐温室屋面坡度采用20°~30°,此时迎风屋面的风压系数(0.28~0.15)及背风屋面的风压系数(0.64~0.66)均较小,满足温室生产及通风要求。     

CFD在温室室内环境研究中的应用

介绍了计算流体力学(CFD)仿真技术的基本理论和应用方法,认为CFD仿真主要包括前处理、求解和后处理3个步骤,且目前大多研究者采用将CFD数值模拟结果与测试数据进行对比的方法,验证应用所建CFD模型进行数值模拟的可行性。重点分析了CFD在国内外温室(冬季温室、夏季温室和日光温室)热环境研究中及温室流场(温室自然通风流场、有防护网温室流场和温室机械通风流场)中的应用现状。在此基础上,提出了今后利用CFD研究温室室内环境的方向:开展多种类型温室的研究,确定合适的边界条件,并对模拟结果的准确性进行评价;对我国不同地区、不同气候条件下的温室热环境开展CFD数值分析,使研究更系统、更完善;引入不同作物CFD模型,研究作物对温室小气候环境的影响,以实现更贴近实际精度的数值模拟。     

湿帘风机系统温室夏季内部温度场的动态特性试验及CFD模拟

为了解温室内部温度场的动态变化过程,优化传统的通风控制系统。对机械通风下的连栋薄膜温室的温度场的动态变化进行了试验,并根据试验温室的几何结构和试验数据,使用CFD方法对试验温室进行数值建模,在模型中考虑了太阳辐射和热辐射,应用FLU-ENT软件进行模拟计算。通过在试验温室采集到的关键位置的温度数据,与模拟结果比较发现CFD数值模拟的室内温度变化的趋势与试验测试的结果基本一致。     

温室大棚气流场的CFD数值模拟

为了探索温室大棚内部的气流和热量传递过程,设计合理的通风降温设施,在CFD计算流体力学软件——AirPak的支持下,选择华北型连栋塑料温室,建立了有植物条件下的湿帘机械通风三维数值模拟模型,并对温室大棚内气流场进行了模拟,得到了温室内气流场的三维空间分布,为今后温室内小气候数值模拟、综合性能评价以及温室大棚整体结构规划设计提供可靠的依据。     

连栋温室风载特性与通风效果的试验研究

在风洞中对连栋温室的风压分布进行了试验研究,研究发现:通风窗关闭状态下的风压系数显著高于通风窗开启状态下的,且风压系数的变化范围较大,因而计算温室表面风压时,要选用通风窗关闭时的风压系数;采用先进的PIV测试技术,对连栋温室利用风压通风时室内外的流场进行了试验研究,并比较分析了顶窗、侧窗组合通风与肩窗、侧窗组合通风温室内外的流场,分析结果表明采用肩窗与侧窗组合通风时,风力作用较小。     

温室内喷雾降温系统的CFD模拟

为了研究温室内喷雾系统的降温效果,采用CFD方法对Venlo型玻璃温室在夏天自然通风状况下的喷雾降温过程进行了数值模拟。在充分考虑太阳辐射影响和室内水蒸气传输过程基础上,结合离散相模型,构建求解室内环境系统的3-D数学模型,并对边界条件的设置进行探讨。对Venlo型温室在喷雾降温措施下室内空气温、湿度的变化以及在整个温室空间的温度分布进行了数值模拟与预测,结果显示:温室内测点温、湿度的模拟值与实测值的平均相对误差分别为4.9%和5.7%,模拟结果与试验结果吻合良好,说明所建立的CFD模型有效,边界设置合理。喷雾前流场存在明显温度梯度分布,温度变化随着高度的增加而变缓。喷雾后,温室内温度迅速降低,喷头下方温度下降最为明显。随着时间的推移,温室内温度逐渐回升,温度回升速度与高度呈正相关关系。     

日光温室二维及三维模拟对温度模拟结果的影响

数值模拟在温室环境研究中应用日趋广泛,正确选择温室模拟模型对模拟结果的准确性非常重要。本研究以温室夜间各表面的温度为边界条件,采用CFD软件对12m跨度温室温度环境进行二维及三维空间的稳态模拟求解。结果表明温室中间横剖面温度在三维模拟及二维模拟中空间变化趋势相同且与测试结果相近：在温室前部及温室后上部模拟值与测试值的绝对误差在5％以内,在温室中部尤其是近土壤表面误差偏大。由温室中间及距山墙1m远两个横剖面的1m高温度线分布对比结果可见,温室长度大于其跨度两倍以上时,山墙对室内中部温度环境的影响不明显,模拟温室中部横剖面的温度用二维模型可行。