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丘陵住区室外场地竖向设计策略研究

丘陵住区室外场地竖向设计策略研究

作者：李雅侠湖南大学

学位级别：硕士

在当代城市的高速更新和扩张中,住区的开发建设始终是城市营造活动的主旋律。相对于其它类型的城市住区,丘陵住区的建设有其自身特殊性,沿用平面式的住区设计方法势必对自然地理环境造成破坏,使丘陵住区原本应有的场地特征和多样性逐渐... 详细信息

在当代城市的高速更新和扩张中,住区的开发建设始终是城市营造活动的主旋律。相对于其它类型的城市住区,丘陵住区的建设有其自身特殊性,沿用平面式的住区设计方法势必对自然地理环境造成破坏,使丘陵住区原本应有的场地特征和多样性逐渐丧失。对丘陵住区室外场地进行研究,并从地形特征出发,综合考虑各类要素,进行场地竖向设计策略的建构,对于丰富丘陵住区的设计理论和方法,具有重要意义。论文主要分为五个部分:第一部分即第一章,起到提纲挈领作用,主要介绍了论文的选题背景与研究框架,并对论文的研究范畴与涉及的相关概念进行了界定。第二部分由第二章和第三章组成,是全文的基础研究部分,对与论题相关的各类要素进行全面的研究分析。第二章通过对丘陵相关研究成果进行归纳性的整理,形成针对丘陵地形的建筑学层面认知,并分析丘陵地形对于住区建设的价值。同时从历史与传统的角度切入,分析中国传统丘陵聚落的地形利用方式,并从中提取出值得借鉴的地形处理方式,为最终设计策略的建构服务。另一方面,从一般意义上对住区室外场地的构成要素进行分析,本着从共性到个性的研究逻辑,在下文形成对于丘陵地形条件下的住区室外场地的深刻理解。第三章以丘陵地形为前提,对住区场地竖向设计进行基础研究。首先从场地竖向设计的角度对丘陵地形进行剖析,随后从住区角度出发,分析室外场地的特性,从而承接上文对于住区室外场地的分析,完成从共性到个性的研究推导,形成丘陵住区室外场地的系统认知。最后,在前两节的研究基础上,分析和归纳丘陵地形对于住区室外场地竖向设计的影响,并综合相关地形要素进行抽象化,总结形成丘陵地形的分类模型,并针对具体的地形模型分析适宜的场地竖向设计手法。第三部分是论文的第四章,该章内容是丘陵住区室外场地竖向设计的核心理论部分,主要分为两个方面,其一是相关设计理念的形成,其二是基本设计原则的提出。从全文结构来看,本章对于最终设计策略的建构具有导则性的作用。在该部分,笔者遵照跨学科多远思辨的研究方法,着重抓住与丘陵住区场地密切相关并具有积极影响的学科理论,形成适宜于丘陵住区场地的竖向设计理念。随后,在综合当代社会背景下,结合文化价值观,从不同角度提出丘陵住区室外场地竖向设计应当遵循的基本原则。第四部分为论文的第五章,该章是丘陵住区室外场地竖向设计的策略建构,在上文针对丘陵地形、住区室外场地、场地竖向设计等等相关要素研究基础上,根据已经形成的设计理念,在丘陵住区室外场地竖向设计的基本原则指导下,对主要设计方法进行探析,完成设计策略的建构。第五部分是论文的最后一章,以笔者在导师的指导下实践的丘陵住区项目为例,分析设计策略如何在具体的设计工作中予以运用,并促使设计成果达到预期目标。

关键词：丘陵住区场地住区室外场地竖向设计

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倾斜塔板液相三维流场的数值模拟

高校化学工程学报 2014年第6期28卷 1217-1222页

作者：张平李雅侠秦然吴剑华天津大学化工学院天津300072 沈阳化工大学机械工程学院辽宁沈阳110142 沈阳化工大学能源与动力工程学院辽宁沈阳110142

由于塔体受到横向载荷作用,板式塔的塔板倾斜,塔板上的液体流动发生变化。采用VOF两相流模型,利用计算流体力学(CFD)商用软件FLUENT数值计算了直径0.38 m倾斜塔板上液相的三维流场分布,模拟计算过程中选用塔板上液体持有量作为流动达到... 详细信息

由于塔体受到横向载荷作用,板式塔的塔板倾斜,塔板上的液体流动发生变化。采用VOF两相流模型,利用计算流体力学(CFD)商用软件FLUENT数值计算了直径0.38 m倾斜塔板上液相的三维流场分布,模拟计算过程中选用塔板上液体持有量作为流动达到准稳态的标准。在不同液体流量和塔板倾斜角度下,对比了塔板上液面高度的模拟计算值和冷模实验塔测量的实验数据,二者吻合较好,说明所建的数学模型可以很好地数值计算倾斜塔板液相的三维流场分布。模拟结果表明,塔板倾斜时,板上液体的回流区中心偏向塔板倾斜方向,与无倾斜的塔板相比,液流方向与塔板倾斜方向相同时的回流区增大,而液流方向与塔板倾斜方向相反时,回流区面积减小。

关键词：回流区计算流体力学塔板两相流气含率

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涡发生器与螺旋片强化不同曲率的壳侧传热

化工学报 2013年第9期64卷 3198-3205页

作者：张丽谢彩朋李雅侠吴剑华沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142 沈阳化工大学能源与动力工程学院辽宁沈阳110142

为考察涡发生器与螺旋片对不同曲率的套管式换热器壳侧的传热强化效果,在不同中径的壳侧安装了相同密度的螺旋片和三角翼型涡发生器。以空气为介质,在Re=680～16000范围内,采用实验和数值模拟方法研究了壳侧的传热和阻力特性,考察了不... 详细信息

为考察涡发生器与螺旋片对不同曲率的套管式换热器壳侧的传热强化效果,在不同中径的壳侧安装了相同密度的螺旋片和三角翼型涡发生器。以空气为介质,在Re=680～16000范围内,采用实验和数值模拟方法研究了壳侧的传热和阻力特性,考察了不同曲率下复合强化的壳侧的综合性能,分析了传热强化机理。结果表明,曲率越大,壳侧传热系数越高,摩擦因数越大。对曲率分别为0.131、0.321和0.440的3种换热器壳侧,涡发生器将其传热系数平均提高了31.52%、20.83%和18.33%。小曲率和复合强化的壳侧综合性能更好。涡发生器改变了换热器壳侧的流场结构,提高了速度场和温度场之间的协同性,从而提高了换热器壳侧的传热效果。

关键词：涡发生器螺旋片套管式换热器强化传热

Fluid Flow and Heat Transfer Characteristic of Outer and Inner Half Coil Jackets

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2011年第2期19卷 253-261页

作者：李雅侠吴剑华战洪仁王翠华 School of Chemical Engineering & Technology Tianjin University Tianjin 300072 China School of Mechanical Engineering Shenyang University of Chemical Technology Shenyang 110142 China

The physical models of the outer and inner half coil jackets were simplified to two types of coiled *** mathematic models of incompressible fluid at the condition of laminar flow and heat transfer in the two types of jackets for cooling process reactor were set up and solved by the semi-implicit method for pressure linked equa-tions consistent （SIMPLEC） algorithm based on a control volume *** flow and temperature fields were given and the effects of Dean and Prandtl numbers on flow and heat transfer were *** results show that flow in the inner half coil jacket is found to exhibit transition of secondary flow pattern from two vortices to four vortices when the Dean number increases,but that in the outer half coil jacket is not *** critical Dean num-ber is about *** inner half coil jacket has stronger heat transfer ability than the outer half coil jacket and this superiority is more evident with larger Prandtl ***,as the Dean number is greater than 105,the flow resistance enhances more severely in the inner jacket than the outer *** both jackets,the centers of the heated wall are the poorest for heat transfer.

关键词： half coil jacket secondary flow temperature field heat transfer enhancement

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三角形螺旋流道充分发展层流流体的流动性能

化工学报 2014年第1期65卷 100-107页

作者：王翠华刘胜举吴剑华李雅侠天津大学化工学院天津300072 沈阳化工大学能源与动力工程学院辽宁沈阳110142

基于角钢螺旋夹套，展开了对三角形螺旋流道层流流动性能的实验和数值研究。经对比，同一模型下的实验结果和模拟结果吻合良好。采用数值方法得到了充分发展状态下流体的主流速度、二次流速度、流函数及涡量的分布特点，分析了三角形边... 详细信息

基于角钢螺旋夹套，展开了对三角形螺旋流道层流流动性能的实验和数值研究。经对比，同一模型下的实验结果和模拟结果吻合良好。采用数值方法得到了充分发展状态下流体的主流速度、二次流速度、流函数及涡量的分布特点，分析了三角形边界上局部阻力系数的分布规律，并与半圆管螺旋流道进行了比较。结果表明：在所研究的Dean数及量纲1曲率（k）内，流道横截面七的二次流为稳定的两涡结构，内、外壁面局部阻力系数的分布明显不同，外壁面局部阻力系数的平均值约为内壁面阻力系数平均值的1．54～2．72倍；随着Dean数及盯的增大，二次流动增强，内、外壁面阻力系数均增大；对于量纲1挠率及Dean数均较小的三角形螺旋流道，挠率对流体流动的影响很小；通过对比，两种流道具有相同内壁面面积、曲率半径、螺距及Reynolds数时，三角形螺旋流道的流动阻力小于半圆管螺旋流道。

关键词：螺旋流道三角形截面流动模拟实验验证

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气—液两相流压差波动信号中噪声的辨识

仪器仪表学报 2005年第6期26卷 636-639页

作者：孙斌周云龙陆军李雅侠华北电力大学保定071003 东北电力学院吉林132012

压差波动信号由于其容易测量,而且包含流动的很多信息而被广泛用于气液两相流的研究中。在测量时由于难免受到各种干扰,这些干扰会影响非线性分析的精度和结果。因此,在利用压差波动信号进行非线性分析之前,通常要对其进行滤波处理。究... 详细信息

压差波动信号由于其容易测量,而且包含流动的很多信息而被广泛用于气液两相流的研究中。在测量时由于难免受到各种干扰,这些干扰会影响非线性分析的精度和结果。因此,在利用压差波动信号进行非线性分析之前,通常要对其进行滤波处理。究竟多高频率以上的压差波动信号才是噪声,并如何对其进行定量检测的研究就非常重要。这里对水平管内气液两相流压差波动信号用小波包进行分解,得到按16Hz等间隔分段的16个不同频带信号,用自相关函数研究了各频段信号的线性相关性。通过理论证实了气液两相流压差波动信号中,64Hz以上信号不存在线性相关性,可以认为其是噪声信号。研究指出通过气液两相流压差波动信号来研究流型信息时,应考虑64Hz以下信号。

关键词：两相流小波包自相关函数相关性压差波动

Laminar Flow and Heat Transfer Characteristics in Jackets of Triangular Flow Channels

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2013年第11期21卷 1224-1231页

作者：王翠华刘胜举吴剑华李雅侠 School Of Chemical Engineering and Technology Tianjin University Tianjin 300072 China School of Energy and Power Engineering Shenyang University of Chemical Technology Shenyang 110142 China

Laminar flow and heat transfer characteristics of jacketed vessel with triangular flow channels were numerically studied under hydrodynamically and thermally fully developed conditions. Constant heat flux at theheated wall was assumed. The numerical program code interms of vorticity, stream function, axial velocity com ponent and energy equations was written based on a finite volume method. Based on the numerical results, the flow and temperature field were given, and the effects of Dean and Prandtl numbers on flow and heat transfer were ex amined, and the correlations of flow resistance and mean Nusselt number were developed for the jacket. The results show that the structure of secondary flow is steady two vortices in the investigated range of dimensionless curvatureratio and Reynolds number. Two peaks of local Nusselt number increase significantly with Prandtl and Dean num ber increasing, but the local Nusselt numbers near two ends and at the center of the heated wall increase only slightly. The center and two ends of heated wall are the poor positions for heat transfer in the jacket. Compared with the outer half coil jacket at the same area of heated wall, curvature radius, Reynolds number and Prandtl number, e jacket of triangular flow chmnel has lower flow resistance and less mean Nusselt number.

关键词： jacketed vessel triangular flow channel secondary flow heat transfer enhancement

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变扭率扭旋叶片强化传热特性

化工学报 2016年第12期67卷 4951-4958页

作者：张静米海英李雅侠张平吴剑华天津大学化工学院天津300072 沈阳化工大学高校化工混合技术省级重点实验室辽宁沈阳110142

为探究扭旋叶片的结构参数——扭率变化率Tv对管道换热的影响,以水为介质,在Tv=-5～5范围内,采用实验和数值模拟方法研究了恒壁温条件下流体的传热和阻力特性,并分析了综合传热性能及强化传热机理。结果表明,沿流动方向Tv〉0的扭旋叶片... 详细信息

为探究扭旋叶片的结构参数——扭率变化率Tv对管道换热的影响,以水为介质,在Tv=-5～5范围内,采用实验和数值模拟方法研究了恒壁温条件下流体的传热和阻力特性,并分析了综合传热性能及强化传热机理。结果表明,沿流动方向Tv〉0的扭旋叶片安装方式强化传热效果优于Tv=0,研究范围内Tv=2.5时综合强化传热比最高,相对Tv=0平均提高5.0%。而Tv〈0时强化传热效果劣于Tv=0,应避免此种叶片安装方式。扭率的变化影响了流场结构,当Tv〉0时,在近1/2流动区域内绕流旋涡的涡量和影响区域明显增加,同时,在绕流旋涡流动区域,压力、速度和温度的三场协同程度得到提高,进而强化了换热管道的传热效果。

关键词：扭旋叶片扭率变化率数值模拟强化传热场协同

反应釜内螺旋半圆管夹套内流体的湍流换热性能及熵产分析

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过程工程学报 2013年第4期13卷 555-561页

作者：李雅侠董国先吴剑华张先珍沈阳化工大学能源与动力工程学院辽宁沈阳110142

应用CFD软件研究了安装在反应釜内壁侧的螺旋半圆管夹套内流体的湍流换热特性,分析了雷诺数Re和曲率δ对换热特性的影响,并以熵产数为指标对夹套换热性能进行了基于热力学第二定律的分析评价.结果表明,弯曲换热壁面两侧主二次涡涡心附... 详细信息

应用CFD软件研究了安装在反应釜内壁侧的螺旋半圆管夹套内流体的湍流换热特性,分析了雷诺数Re和曲率δ对换热特性的影响,并以熵产数为指标对夹套换热性能进行了基于热力学第二定律的分析评价.结果表明,弯曲换热壁面两侧主二次涡涡心附近无量纲温度最小,而壁面中心点附近最大,是换热最差的部位.同一δ下,Re增加使二次涡强度和流体湍动能增大,夹套换热综合性能系数Nu_m/f增大;同一Re下,δ增加使二次涡强度增大而流体湍动能减小,Nu_m/f值减小.研究范围内,釜内夹套换热壁面的平均努塞尔数Nu_m为釜外夹套的1.168~1.241倍,摩擦阻力系数f为其1.021~1.077倍.结构确定的夹套存在一个最佳平均雷诺数（Re_（op））使换热过程的不可逆损失最小,随δ增加,RP_（op）逐渐增大.半圆截面2个尖角附近是夹套内有用能损失的主要部位.

关键词：釜内螺旋半圆管夹套湍流换热熵产数值模拟