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Influence of size effect and boundary conditions on temperature overshooting in nanoscale thermal conduction

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Chinese Science Bulletin 2014年第12期59卷 1334-1339页

作者： Xuefang Li mingtian Xu david m.christopher Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of ministry of Education Tsinghua University Institute of Thermal Science and Technology Shandong University

The temperature overshooting phenomenon in one-dimensional nanoscale heat conduction in thin films is studied for various boundary *** results show that when ballistic heat transport strongly affects the heat transport process,temperature overshooting is more likely to occur.A sudden increase of temperature on only one surface of a thin film cannot trigger temperature overshooting,while symmetric boundary temperature perturbations lead to the largest temperature *** heat conduction is also studied in a nanoscale *** analytic results show that Fourier’s law may severely underestimate the temperatures in nanofilms as well as in nanoareas when temperature overshooting occurs.

关键词：边界温度过冲现象边界条件纳米级热传导尺寸效应纳米薄膜热传递过程

墙体材料对日光温室温度环境影响的CFD模拟

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农业工程学报 2009年第3期25卷 153-157页

作者：佟国红 david m.christopher 沈阳农业大学水利学院沈阳110161 清华大学热能工程系北京100084

日光温室墙体材料影响温室的蓄热保温性能。该研究以室外气象因子为模拟输入条件,分别对复合墙、全砖墙及全苯板墙的12 m跨度日光温室的温度环境进行了模拟,复合墙、全砖墙内的温度分布变化与以往的测试结果一致。以2004年2月18日实测... 详细信息

日光温室墙体材料影响温室的蓄热保温性能。该研究以室外气象因子为模拟输入条件,分别对复合墙、全砖墙及全苯板墙的12 m跨度日光温室的温度环境进行了模拟,复合墙、全砖墙内的温度分布变化与以往的测试结果一致。以2004年2月18日实测的气候条件为输入条件,模拟得到复合墙温室温度超过全砖墙温室温度最大值为0.8℃,复合墙温室夜间室温超过全苯板墙温室温度最大值为1℃。早晨揭帘前,复合墙中隔热层以内的砖墙及部分隔热层成为放热体,砖墙中靠近室内近1/3的墙体温度高于室内空气温度,而全苯板墙只有内表面附近略高于室内空气温度。白天复合墙、全砖墙及全苯板墙温度均低于室内空气温度,均为吸热体。采用日光温室温度环境动态模拟模型,可以预测不同温室墙体可能形成的室内温度状况,并且根据不同墙体内温度分布,可优选温室墙体结构。

关键词：日光温室墙体材料温度 CFD模拟

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日光温室墙体蓄放热层温度变化规律研究

农业工程学报 2019年第7期35卷 170-177页

作者：佟国红 david m.christopher 沈阳农业大学水利学院沈阳110866 清华大学能源与动力工程系北京100084

墙体的蓄热保温性能决定了日光温室在室外环境作用下的温度变化。该文建立了单一材料墙体的温度变化估算模型,对黏土砖墙、砾石墙、加草黏土墙及夯土墙的温度变化进行了预测;采用CFD方法分析了墙体总厚度相同(0.60 m)和总厚度不同(0.60... 详细信息

墙体的蓄热保温性能决定了日光温室在室外环境作用下的温度变化。该文建立了单一材料墙体的温度变化估算模型,对黏土砖墙、砾石墙、加草黏土墙及夯土墙的温度变化进行了预测;采用CFD方法分析了墙体总厚度相同(0.60 m)和总厚度不同(0.60和0.72m)情况下,复合墙体各方案中蓄热材料层的温度变化特点。单一材料墙体温度变化预测结果显示,导温系数较大的砾石墙内部温度变化较其他墙体传播快;温度波动厚度还与墙内表面温度振幅有关,黏土砖墙内表面振幅从5℃增加到15℃,墙体内部振幅达到0.1℃时的波动厚度从0.42 m增加到0.54 m。此外,由预测的墙体温度变化可以确定单一材料墙体蓄放热层厚度。模型估算的夯土墙温度变化及蓄放热层厚度与已有文献测试值比较,吻合较好。复合墙体温度CFD模拟分析表明,墙总厚度0.60 m不变,蓄热材料层越厚内部温度衰减越快;蓄热材料层厚保持0.36 m,墙总厚度从0.60 m增加到0.72 m时,蓄热材料层温度均值最大升高1.7℃。研究还发现,复合墙体较厚的蓄热材料层比同材料单一材料墙体同厚度处温度衰减快,复合墙体蓄放热层厚度的确定取决于隔热层的位置。单一材料墙体及复合墙体蓄热材料层温度模拟模型可以为日光温室墙体的厚度及组成设计提供理论参考。

关键词：温室模型墙体温度分布 CFD

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日光温室保温被卷放位置对温度环境的影响

农业工程学报 2010年第10期26卷 253-258,388页

作者：佟国红 david m.christopher 李天来白义奎沈阳农业大学水利学院沈阳110866 清华大学热能工程系北京100084 沈阳农业大学园艺学院沈阳110866

温室保温被卷放位置影响着室内的太阳能得热及通过前屋面的散热,从而影响着温室温度。该研究以室外气象因子为模拟输入条件,分别模拟晴天、阴天不同保温被卷放位置对12m跨度日光温室温度环境的影响。保温被卷放位置分别为保温被卷至前... 详细信息

温室保温被卷放位置影响着室内的太阳能得热及通过前屋面的散热,从而影响着温室温度。该研究以室外气象因子为模拟输入条件,分别模拟晴天、阴天不同保温被卷放位置对12m跨度日光温室温度环境的影响。保温被卷放位置分别为保温被卷至前屋面一半与至顶2种方案。模拟结果显示:白天保温被卷至前屋面一半的室内空气温度高于保温被卷至屋顶的温度,而夜间2种方案室内空气温度差异不明显;晴天保温被卷至屋顶与卷至前屋面一半相比,可明显提高夜间墙体表面温度,但对后坡的夜间表面温度影响较小。该研究结果对温室生产中晴天、阴天保温被卷的合理放置位置具有指导作用。

关键词：温室日光照射温度温度分布保温被模拟

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用CFD方法模拟日光温室温度环境初探

农业工程学报 2007年第7期23卷 178-185页

作者：佟国红李保明 david m.christopher 山口智治中国农业大学农业部设施农业生物环境工程重点开放实验室清华大学热能工程系北京100084 日本筑波大学农林工学系

日光温室温度环境为一动态变化过程,该文建立了求解晴天室内温度环境的计算模型。将室外的水平面太阳辐照度、天空辐射温度、室外空气相对湿度、空气温度、风速及室内1.0m深土壤温度作为边界条件,采用计算流体动力学技术(CFD)中的非稳... 详细信息

日光温室温度环境为一动态变化过程,该文建立了求解晴天室内温度环境的计算模型。将室外的水平面太阳辐照度、天空辐射温度、室外空气相对湿度、空气温度、风速及室内1.0m深土壤温度作为边界条件,采用计算流体动力学技术(CFD)中的非稳态方法求解控制方程,模拟了晴天室内温度随外界气候条件的变化,结果显示模拟得到的室内空气温度及土壤温度变化规律与实测值变化规律相同,盖帘后室内空气温度及土壤0.2 m深土层的温度模拟值与实测值相差约在1℃以内;探讨了边界条件中冷风渗透、土壤表面太阳能转换显热份额及1.0 m深土壤温度的取值变化对室内温度的影响。日光温室内温度动态变化模拟模型的建立对优化温室设计参数和预测不同天气情况下室内的温度环境变化具有参考意义。

关键词：日光温室 CFD 温度模拟

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氢气泄漏过程的理论模型计算及CFD模拟

化工学报 2013年第9期64卷 3088-3095页

作者：柯道友毕景良李雪芳清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

采用Fluent数值模型虽然可以较为准确地预测氢气泄漏后的扩散和运动规律,但是建模及计算时间较长。提出一种新型理论模型,可以在很短时间内预测氢气泄漏的扩散和运动规律,适用于应急处理。为了探究理论模型的准确性,还建立了二维和三维... 详细信息

采用Fluent数值模型虽然可以较为准确地预测氢气泄漏后的扩散和运动规律,但是建模及计算时间较长。提出一种新型理论模型,可以在很短时间内预测氢气泄漏的扩散和运动规律,适用于应急处理。为了探究理论模型的准确性,还建立了二维和三维的CFD模型进行计算。对不同尺寸泄漏口的水平和竖直方向的两种射流进行了研究,计算了氢气泄漏时射流轮廓及摩尔分数分布,预测了基于可燃极限计算的储罐周围的安全区域。比较了氢气射流的理论模型和CFD模型计算结果,并且与前人的实验结果做了比较,吻合度很好。研究还发现Froude数较高的射流是动量控制的射流;而较低情况下有射流很强的浮升力效应,氢气的摩尔分数下降速率加快。

关键词：氢气泄漏理论模型 CFD Froude数射流

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复合墙体不同材料厚度对日光温室温度的影响

新疆农业科学 2014年第6期51卷 999-1007页

作者：佟国红 david m.christopher 赵荣飞王建超张玉清沈阳农业大学水利学院沈阳110866 清华大学热能工程系北京100084 沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

【目的】研究不同材料复合墙体对日光温室内温度环境的影响。【方法】采用计算流体力学(CFD)技术对17种复合墙体日光温室的温度环境进行模拟。17种墙体方案中,墙体总厚度不变,砖墙及绝热材料的厚度发生变化。模拟所采用的模型为经过校... 详细信息

【目的】研究不同材料复合墙体对日光温室内温度环境的影响。【方法】采用计算流体力学(CFD)技术对17种复合墙体日光温室的温度环境进行模拟。17种墙体方案中,墙体总厚度不变,砖墙及绝热材料的厚度发生变化。模拟所采用的模型为经过校核的模型,模拟区域为日光温室及其下面1 m深土壤。【结果】在晴天条件下,靠近室内侧砖墙越薄(0.12 m)时,不论该层后面的绝热层厚度及墙体组成如何,夜间室内空气温度高于室内侧较厚砖墙(0.24、0.36、0.48 m)的其他墙体方案;夜间较薄墙体内表面温度及近室内侧墙体温度也高于其他墙体。【结论】对日光温室复合墙体的选择及建造具有指导意义。

关键词：日光温室复合墙温度绝热层

日光温室围护结构材料及气候条件对室内温度环境影响的研究

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日光温室围护结构材料及气候条件对室内温度环境影响的研究

2007中国科协年会

作者：佟国红 david m.christopher 沈阳农业大学水利学院清华大学热能工程系

1 引言日光温室主要依赖太阳能作为光热资源,外界气候条件及温室围护结构影响温室内的微气候环境,因此研究温室围护结构的保温性能及探讨不同气候条件对温室内环境的影响一直是热点研究课题。在围护结构的保温性能研究方面,陈端生等、... 详细信息

1 引言日光温室主要依赖太阳能作为光热资源,外界气候条件及温室围护结构影响温室内的微气候环境,因此研究温室围护结构的保温性能及探讨不同气候条件对温室内环境的影响一直是热点研究课题。在围护结构的保温性能研究方面,陈端生等、亢树华等对墙体结构的蓄热保温性能及不同墙体对室内的环境影

关键词：农业建筑环境与能源工程日光温室计算流体动力学(CFD) 温度

来源： cnki会议评论

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微尺度核态沸腾汽泡聚合特性研究

核动力工程 2016年第3期37卷 26-30页

作者：毕景良柯道友徐建军黄彦平昝元锋中国核动力研究设计院中核集团核反应堆热工水力技术重点实验室成都610213 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

从微观角度深入探究汽泡的生长、聚合及传热规律,采用数值仿真的方法,建立相变物理模型。将建立的模型嵌入计算流体动力学(CFD)软件,利用流体体积函数(VOF)相界面追踪方法,对汽泡的生长、运动、聚合及脱离进行探究。设立1个尺寸为3 mm×... 详细信息

从微观角度深入探究汽泡的生长、聚合及传热规律,采用数值仿真的方法,建立相变物理模型。将建立的模型嵌入计算流体动力学(CFD)软件,利用流体体积函数(VOF)相界面追踪方法,对汽泡的生长、运动、聚合及脱离进行探究。设立1个尺寸为3 mm×2 mm×2 mm的三维微型通道,底部壁面设置5个单元,用于加热并对汽泡底部热流密度进行监测。获得微通道加热条件下汽泡的合并运动形态和底面热流密度分布,并与实验观测值比较。通过对汽泡形态的模拟和底部热流密度的监测,建立汽泡动力学规律与底面热流密度分布的关系,进一步深化对汽泡合并的动力学规律和沸腾传热机理的认识。

关键词：核态沸腾汽泡聚合数值仿真两相传热传质