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飞机客舱中人体辐射散热的实验与模拟

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2016年第3期49卷 231-238页

作者：孙贺江何卫兵天津大学环境科学与工程学院天津300072

辐射散热是人体显热散热的重要途径,决定着人体的热舒适和飞机客舱内流场的分布,是分析和设计健康舒适客舱环境的重要因素.针对客舱中人员的辐射散热问题,在简化的半机舱模型中通过实验研究自然对流状态下单体坐姿仿真人体辐射散热;并选... 详细信息

辐射散热是人体显热散热的重要途径,决定着人体的热舒适和飞机客舱内流场的分布,是分析和设计健康舒适客舱环境的重要因素.针对客舱中人员的辐射散热问题,在简化的半机舱模型中通过实验研究自然对流状态下单体坐姿仿真人体辐射散热;并选择CFD提供的DTRM、DO、S2S辐射模型进行数值预测.研究显示默认划分射线数量的DTRM模型可以精确预测人体各部位的辐射换热量,但创建射线文件比较消耗计算机资源,单核运算最大消耗25%的CPU进程,计算时间相对适中.DO模型的计算精度强烈依靠经度角和纬度角的划分,计算时间偏长,但不需要消耗瞬时大量的CPU进程.相比前两者,在计算时间和人体壁面网格数量(表面束的划分)方面,S2S辐射模型有较大的优势.结果表明CFD具有精确预测人体辐射散热的能力,可为以后室内环境研究者提供方法和参考.

关键词：机舱环境计算流体力学(CFD) 辐射模型仿真人体辐射换热系数

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大型客机座舱混合送风形式的数值模拟

应用力学学报 2013年第3期30卷 439-444,480-481页

作者：孙贺江吴尘安璐天津大学环境科学与工程学院天津300072

提出了一种新的四风口混合送风形式,并采用计算流体力学(CFD)对其送风效果进行评估。首先利用真实MD-82飞机实验平台的气流实验数据对所采用的非定常RNG k-ε模型进行了验证;然后针对某机型座舱的热天地面工况,用上述验证后的CFD模型分... 详细信息

提出了一种新的四风口混合送风形式,并采用计算流体力学(CFD)对其送风效果进行评估。首先利用真实MD-82飞机实验平台的气流实验数据对所采用的非定常RNG k-ε模型进行了验证;然后针对某机型座舱的热天地面工况,用上述验证后的CFD模型分别对这种新的四风口送风形式及现行的两风口、三风口混合送风形式进行了数值仿真;最后对这三种送风形式营造的客舱环境从速度、温度、局部热舒适度等角度进行了分析比较。结果表明:非定常RNG k-ε模型能够准确合理地预测客机座舱内的空气流动;两风口送风形式在乘客周围形成较大风速,脚部吹风感达15%;三风口送风形式下走廊风速达到0.5m/s,会引起工作人员的热不舒适;而新的四风口送风形式在乘客周围大部分区域的风速低于0.1 m/s,垂直温差引起的不满意率(PD)平均值约为0.5%,吹风感引起的不满意率(DR)在身体周围大部分区域低于5%,其舒适度是三种送风形式中最优的,适合在客机上使用。

关键词：计算流体力学气流组织垂直温差吹风感局部热舒适

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空调用金属填料表面传热传质过程的数值分析

化工学报 2005年第3期56卷 424-429页

作者：孙贺江由世俊张欢涂光备天津大学环境科学与工程学院天津300072

建立了填料塔的二维传热传质模型, 考虑了因水蒸发或凝结而引起的水的质量变化和空气的质量变化.利用实验数据回归得到的传热系数和传质系数. 用差分法求得了更接近实际的数值解. 实验研究证明使用这个改进的方法, 使得模型的数值解与... 详细信息

建立了填料塔的二维传热传质模型, 考虑了因水蒸发或凝结而引起的水的质量变化和空气的质量变化.利用实验数据回归得到的传热系数和传质系数. 用差分法求得了更接近实际的数值解. 实验研究证明使用这个改进的方法, 使得模型的数值解与实验结果吻合得较好. 数值分析结果描述了金属填料内部空气的湿球温度场和填料表面水膜的温度场, 有助于研究金属填料表面传热传质性能, 为金属填料用于空调机组中的设计提供了计算方法, 可以给出满足工程精度要求的设计依据.

关键词：金属填料传热传质空调

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空调用金属填料传热传质性能实验

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2005年第6期38卷 561-564页

作者：孙贺江由世俊涂光备天津大学环境科学与工程学院天津300072

对比表面积分别为350m2/m3和500m2/m3的3块金属填料在夏季冷却除湿工况下的传热传质性能进行实验研究,用多元线性回归的方法对所得的实验数据进行处理,得到对流传热系数αC、对流传质系数αD、阻力Δp与淋水质量流速、空气质量流速、进... 详细信息

对比表面积分别为350m2/m3和500m2/m3的3块金属填料在夏季冷却除湿工况下的传热传质性能进行实验研究,用多元线性回归的方法对所得的实验数据进行处理,得到对流传热系数αC、对流传质系数αD、阻力Δp与淋水质量流速、空气质量流速、进口水温、进口空气干球温度和湿球温度等影响因素的关系式.实验结果表明,增大淋水质量流速和空气质量流速,会使填料表面空气与水之间的传热传质系数增大;进口水温从5℃增加到12℃,传质系数降低程度超过5000,空气的温降和焓降也分别降低2000以上;比表面积为500m2/m3的铝合金填料与比表面积为350m2/m3的铝合金填料相比较,更适宜在空调机组中应用.

关键词：传热系数传质系数金属填料空调

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客机座舱新型个性座椅送风系统的数值仿真

天津大学学报 2013年第1期46卷 16-21页

作者：孙贺江李卫娟杨斌天津大学环境科学与工程学院天津300072 河北工业大学能源与环境工程学院天津300401

舒适性是大型客机的关键要求之一,座舱气流组织分配设计是否合理对乘员舒适性和健康性有直接影响.但是座舱传统的混合送风方式很难达到人们对舒适和健康的要求.为此,提出了一种新型的个性座椅送风方式,主要针对乘客对热舒适性和健康性... 详细信息

舒适性是大型客机的关键要求之一,座舱气流组织分配设计是否合理对乘员舒适性和健康性有直接影响.但是座舱传统的混合送风方式很难达到人们对舒适和健康的要求.为此,提出了一种新型的个性座椅送风方式,主要针对乘客对热舒适性和健康性的要求.个性座椅送风方式在乘客座椅的扶手处和座椅底部分别布置了风口.采用的座舱几何模型为3排单通道满员模型,计算方法采用目前广泛应用的计算流体动力学(CFD)数值仿真模拟方法,计算模型为RNG k-ε湍流模型.通过数值模拟方法得到两种送风方式下的速度场和温度场,进而得到多个舒适度指标.研究表明,个性送风方式可以提高乘客呼吸区域的空气质量,降低乘客周围的风速,使人体周围温度控制在24～26,℃的人体舒适区域,多项舒适度指标也表明个性送风气流组织的舒适性要优于混合送风.

关键词：热舒适气流组织计算流体动力学热舒适度指标

交通工具上的小空间睡眠区不同气流组织的数值分析

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应用力学学报 2016年第3期33卷 496-501,551页

作者：张月孙贺江刘俊杰天津大学环境科学与工程学院"室内空气环境质量控制"天津市重点实验室天津300072

长途旅行中的睡眠区气流组织设计对于人体热舒适和空气质量控制是极其重要的。为了给小空间睡眠区提供更加舒适和空气质量更佳的气流组织,本文首次针对置换通风、个性通风、混合通风三种通风方式,利用CFD(计算流体力学)对睡眠区速度场... 详细信息

长途旅行中的睡眠区气流组织设计对于人体热舒适和空气质量控制是极其重要的。为了给小空间睡眠区提供更加舒适和空气质量更佳的气流组织,本文首次针对置换通风、个性通风、混合通风三种通风方式,利用CFD(计算流体力学)对睡眠区速度场、温度场、污染物CO2的浓度分布进行了数值模拟分析。对利用CFD计算出的面部舒适速度比例(FSR)、吹风感(DR)、空气龄(MA)进行比较,得出:在睡眠区采用个性送风可以在最节能的情况下得到更好的面部舒适速度比例和空气质量,优于置换通风和混合通风;1.5m3/min为个性通风的最佳通风量;为了避免在睡眠区使用个性通风时产生吹风感,应该保证送风温度不能过低;增大个性送风口送风面积可以有效降低吹风感。

关键词：睡眠区热舒适空气龄个性通风置换通风混合通风

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带排烟热回收发生器的直燃机系统模拟和优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2008年第6期36卷 125-128页

作者：汪磊磊由世俊孙贺江天津大学环境科学与工程学院天津300072

提出了一种带排烟热回收发生器的直燃机系统,并对系统进行了模拟分析.模拟结果表明:新型循环的性能系数随着排烟热回收发生器产生的冷剂蒸汽比例的增大而增大,但热回收发生器所需的传热面积也增大.提出了热回收发生器的优化计算方法,确... 详细信息

提出了一种带排烟热回收发生器的直燃机系统,并对系统进行了模拟分析.模拟结果表明:新型循环的性能系数随着排烟热回收发生器产生的冷剂蒸汽比例的增大而增大,但热回收发生器所需的传热面积也增大.提出了热回收发生器的优化计算方法,确定了给定参数下热回收发生器产生的最佳冷剂蒸汽比例.新型循环的性能系数提高约2%,排烟温度可降低到130℃左右,从长远来看具有很好的节能和环保效益.

关键词：直燃机排烟热回收发生器模拟优化

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客机驾驶舱流场CFD模拟与热舒适性分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2014年第4期47卷 298-303页

作者：孙贺江安璐冯壮波龙正伟天津大学环境科学与工程学院天津300072

客机驾驶舱作为客机的操作平台,其内部的热舒适性对于飞行员的身体健康和安全驾驶有重要影响.构建了全尺寸三维仿真驾驶舱模型,根据驾驶舱的传热特点和热负荷特性,建立了驾驶舱壁面传热模型,结合运用流体力学计算软件FLUENT对驾驶舱在... 详细信息

客机驾驶舱作为客机的操作平台,其内部的热舒适性对于飞行员的身体健康和安全驾驶有重要影响.构建了全尺寸三维仿真驾驶舱模型,根据驾驶舱的传热特点和热负荷特性,建立了驾驶舱壁面传热模型,结合运用流体力学计算软件FLUENT对驾驶舱在地面夏季工况下的流场、温度场以及驾驶员的热舒适性进行了模拟分析.分析结果表明,驾驶员周围空气的温度和速度基本达到客舱舒适度要求,但驾驶员自身的热舒适指标略微偏高.平均辐射温度过高是引起飞行员热不舒适的主要因素,通过必要的改进措施可以有效降低平均辐射温度,提高飞行员的热舒适度.

关键词：平均辐射温度太阳辐射环境控制系统热舒适性

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甘南农区藏式传统民居热环境

土木建筑与环境工程 2014年第5期36卷 29-36页

作者：孙贺江冷木吉天津大学室内空气环境控制天津市重点实验室天津300072

对甘肃省甘南藏族自治州迭部县哇曲村典型藏式民居冬、夏季室内外温湿度的测量,分析得出了藏族传统民居建筑热环境状况。结果表明:结合当地的历史、地理、气候等因素,哇曲村形成了独特的村落构成和单体民居建筑构造。藏族传统民居外围... 详细信息

对甘肃省甘南藏族自治州迭部县哇曲村典型藏式民居冬、夏季室内外温湿度的测量,分析得出了藏族传统民居建筑热环境状况。结果表明:结合当地的历史、地理、气候等因素,哇曲村形成了独特的村落构成和单体民居建筑构造。藏族传统民居外围护结构具有较好的热工性能,建筑热环境的被动式调节使室内热舒适状况需要通过综合的、节能的手段来进一步改善。

关键词：传统民居围护结构室内热环境