建筑数值风洞的基础研究

数值风洞模拟要想获得理想的计算精度,依赖计算人员的理论基础及其在具体操作中对各种重要因素的选择.针对这个问题,本文采用一个CUBE建筑模型的风洞试验的试验结果作为比较标准,比较了各种不同条件下的建筑数值风洞模拟结果和试验结果,着重分析了网格划分、计算区域、湍流模型和对流项的差分格式等因素对建筑数值风洞数值模拟结果的影响.模拟结果表明:在各种影响因素中,计算区域的影响相对较小,而网格划分、湍流模型的影响相对较大.最后给出如何对上述各种因素作出合理选择的建议.     

Simple Analysis of the Thermal Environment in Chongqing

There are a series of city environmental problems especially in the mountain city along with the city fast development. In recent decade, many scholars have studied the urban heat island, the urban temperature, the urban wind field, the precipitation and the urban visibility etc. But the urban thermal environment has not been settled radically. All the measures have not been used in the practice. And the researches in thermal environment of the mountain cities are very few. So the authors consider Chongqing as the researching object. Chongqing is one of the typical mountain cities in the semi-tropical. Sequentially we find out the characteristic of the thermal environment in the mountain city. Further the authors seek for the measures to plan and build ecological city. They conclude that CFD can be used in the simulation of urban environment, and use the result of simulation in urban planning is possible. The thermal environment in the center of Chongqing needs to be improved.     

微热管阵列平板太阳能集热器中空保温层厚度优化

为分析微热管阵列平板太阳能集热器的热性能,该文建立了集热器的CFD模型,对其进行数值模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了模型的可靠性。采用该CFD模型对集热器保温层厚度进行优化,结果表明,当实心保温层导热系数分别为0.02、0.03、0.04、0.05W/(m·K)时,优化的实心保温层厚度分别为4.5、5.0、5.5、5.5cm。合理设计的中空保温层(空气层与实心保温层相结合的保温层形式)集热器能够达到与实心保温层集热器相当的保温隔热效果,同时可使集热器保温层成本及质量降低25%~50%。最后,该文给出了保温层总厚度分别为4、5、6cm时的中空保温层厚度优化结果,为该类集热器保温层的设计提供了理论依据。     

舒适性空调节能系统的设计与试验研究

人体热舒适度和PMV指标有很大关系,即人体热舒适度不仅仅只与空气温度有关,还和其他一些环境因素有很大关系,因此只调整室内空气温度,达不到人体热舒适度的要求,必须还要相应得调整其他环境因素。在CFD模拟仿真的基础上,研究出一种新型的"风扇-灯"来改善室内环境。试验证明,利用此装置可以在升高室内温度的同时保证人体的热舒适度,达到了节能和热舒适度两方面的要求。     

基于CFD的泵装置性能预测方法比较

以某混流泵装置为例,采用CFD技术分别进行包括进出水流道和水泵在内的水泵装置全流道数值模拟的性能预测和由不带泵进出水流道数值模拟得到的流道效率与泵效率乘积的泵装置性能预测,并与模型装置试验结果进行比较。结果表明,根据水泵装置全流道数值模拟方法进行的装置性能与模型试验结果误差较小;以流道效率与泵效率乘积的方法预测装置效率的误差较大,仅在最优工况点附近与模型试验泵装置效率近似相等,引起较大误差的主要原因是基本理论存在不合理性。因此,建议以进水流道、出水流道和水泵作为整体进行内流数值模拟和装置性能预测,并在考虑泵对流道影响的情况下进行流道的水力设计优化。     

节能竞技赛车车身造型的CFD研究

以计算流体力学理论为基础,结合节能竞技赛车车身设计要求,确定车身总体方案。利用FLUENT对CATIA软件绘制出的不同车身造型进行数值模拟,优选风阻系数小,升力系数小的符合空气动力学特性的车身造型方案为基础车身造型方案。针对基础车身造型模拟其周围流场,模拟结果显示离地间隙越小则风阻系数越小,前轴到车身最前端的距离和车身宽度越大则风阻系数越大。观察相应的外流场与车身表面流态速度和受力的分布情况,根据模拟数据指导车身造型进行局部修改,最终提出节能竞技赛车车身造型方案。     

Effects of fuel injection and intake parameters on low temperature combustion

The effects of fuel injection and intake parameters on low temperature combustion are investigated using CFD modeling in the present study. With the increase of injection pressure or decrease of nozzle hole diameter:the maximum in-cylinder pressure and temperature increase. Heat release from premixed combustion increases at the same oxygen concentration and oxygen concentration that obvious premixed combustion appears increases. As to emissions, soot emission decreases because of the improvement of mixing of fuel and air and NOx emission increases because the increase of local temperature in the cylinder. With the increase of intake pressure:the maximum cylinder pressure increases but the maximum cylinder temperature decreases. The ignition timing advances at the same oxygen concentration. The combustion efficiency increases. As to emissions, both soot and NOx emissions decrease.     

计算不可压缩流动问题的一种新方法:弧长-流函数法

以弧长－流函和为曲线坐标,推导出了二维 不可压缩流动的一种新方法。该方法通过坐标变换将物理域变为计算域,将计算域中的曲线坐标ｓ和ψ分别定义为沿流线方向的弧长和流函数,则对于不可压缩流动,就可将在笛卡尔坐标系内解拉普拉斯方程转化为解两个以ｓ和ψ为自变量,ｘ和ｙ为因变量的椭圆型偏微分方程,应用此方法,许多边界条件都是狄利克勒型的,简化了数值求解过程。     

射流式鱼泵输送草鱼的性能研究

为了分析射流式鱼泵输送草鱼的性能及其损伤因素,文章设计了一台喉管直径为60 mm的射流式鱼泵,开展了草鱼输送实验,并采用高速摄影和计算流体力学方法进行了研究。结果显示,该射流式鱼泵在扬程2.24m时最高草鱼输送能力达918 kg·h~(-1),其所需水功率为2.83 k W。进一步的检测表明,部分实验鱼有鳞片脱落的情况,但未出现游泳异常,解剖后也未发现内脏受损等情况;实验鱼在过泵后呼吸频率及部分血液指标存在明显变化,但在24 h内基本可以恢复。数值模拟和高速摄影方法分析得出,剪切层是造成实验鱼泵内鳞片脱落的主要原因,撞击伤是由内流偏转诱导实验鱼撞击泵内壁面产生的,包含压力梯度在内的水力因素都可能使实验鱼产生应激反应。但由于鱼类在泵内时间极短,上述因素都不会致实验鱼死亡。     

热风加温下Venlo型温室温度场的CFD数值模拟

应用计算流体动力学(CFD,Computational Fuid Dynamics)中的标准湍流方程,对Venlo型PC板温室在燃油热风加温条件下进行了温度场的数值模拟。模拟时,对整个计算域采用ANSYS中的Fluid141单元进行网格划分,生成大约105个网格。数值模拟结果与试验测试点温度分布情况吻合较好,基本反映了燃油热风机出口风速为1.77m/s和风温为60℃时室内温度场的分布情况。