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寒冷地区湿传递对多层墙体热湿性能的影响

化工学报 2017年第S1期68卷 162-168页

作者：李玮刘芳陈宝明魏茂丰郜凯凯耿文广山东建筑大学热能工程学院山东济南250101 可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室山东济南250101 山东省可再生能源建筑应用技术重点实验室山东济南250101 山东省科学院能源研究所山东济南250101

墙体的传热传湿对建筑围护结构的热工性能、建筑能耗和室内环境有十分重要的影响。以相对湿度和温度为驱动势建立多层墙体一维非稳态热、湿和空气耦合传递模型(HAM模型),并利用有限元法进行数值求解,重点关注湿传递对传热的影响机理。... 详细信息

墙体的传热传湿对建筑围护结构的热工性能、建筑能耗和室内环境有十分重要的影响。以相对湿度和温度为驱动势建立多层墙体一维非稳态热、湿和空气耦合传递模型(HAM模型),并利用有限元法进行数值求解,重点关注湿传递对传热的影响机理。结果表明:考虑传湿时墙体交界面处湿度梯度大,相变速率大;墙体内部会产生湿积累,缩短墙体的使用年限;墙体内部温度上升幅度和上升速率大,墙体交界面处局部Nusselt数变化受湿传递的影响大;相变潜热量占总传热量的26.1%,计算空调负荷时不可忽略。

关键词：多孔介质两相流传递过程寒冷地区多层墙体 HAM模型热湿性能有限元法

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多层墙体内部湿迁移对传热的影响

建筑科学 2017年第8期33卷 117-122页

作者：李玮刘芳陈宝明山东建筑大学热能工程学院济南250101 可再生能源建筑利用技术省部共建教育部重点实验室济南250101 山东省可再生能源建筑应用技术重点实验室济南250101

墙体的传热传质对建筑围护结构的热工性能、建筑能耗和室内环境有着十分重要的影响。本文以相对湿度和温度为驱动势建立多层墙体一维非稳态热湿空气耦合传递模型(HAM模型),并利用有限元法进行了数值求解,重点关注了湿迁移对传热的影响... 详细信息

墙体的传热传质对建筑围护结构的热工性能、建筑能耗和室内环境有着十分重要的影响。本文以相对湿度和温度为驱动势建立多层墙体一维非稳态热湿空气耦合传递模型(HAM模型),并利用有限元法进行了数值求解,重点关注了湿迁移对传热的影响机理。研究结果表明:考虑传湿时墙体内外壁面附近出湿度梯度大,相变速率大,湿流密度大;墙体内部会产生湿积累;墙体内部湿迁移主要受蒸汽扩散主导,墙体交界面处局部Nu数变化受湿迁移的影响大;相变过程对传热的影响不可以忽略。

关键词：多层墙体湿迁移传热过程 HAM模型有限元法

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多层墙体瞬时热负荷计算新模型

上海理工大学学报 2001年第3期23卷 225-228页

作者：陈友明王盛卫湖南大学土木工程学院长沙410082 香港理工大学屋宇设备工程系

提出了一种计算通过建筑多层墙体的瞬时热负荷的新模型. 在一定的频率范围内计算出墙体传热的理论频率响应,从理论频率响应得到墙体横向传热及内表面吸热的多项式s传递函数. 并由拉氏逆变换和离散得到简单的递推公式. 比较与验证的结果... 详细信息

提出了一种计算通过建筑多层墙体的瞬时热负荷的新模型. 在一定的频率范围内计算出墙体传热的理论频率响应,从理论频率响应得到墙体横向传热及内表面吸热的多项式s传递函数. 并由拉氏逆变换和离散得到简单的递推公式. 比较与验证的结果表明这种模型计算速度快、精度高、灵活性好、数值稳定.

关键词：仿真模型热负荷建筑空调系统多层墙体

基于系统辨识的多层墙体z-传递函数计算方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2004年第5期31卷 82-87页

作者：陈友明周娟王盛卫湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 香港理工大学屋宇设备工程系

基于系统辨识理论提出了从墙体热传导的理论频率响应计算多层墙体z 传递函数的频域回归方法.首先,在所要关心的频率范围内计算出墙体热传导的理论频率响应;然后求解线性方程组得到墙体内外表面吸热及传热的简单的多项式s 传递函数,该多... 详细信息

基于系统辨识理论提出了从墙体热传导的理论频率响应计算多层墙体z 传递函数的频域回归方法.首先,在所要关心的频率范围内计算出墙体热传导的理论频率响应;然后求解线性方程组得到墙体内外表面吸热及传热的简单的多项式s 传递函数,该多项式传递函数与双曲型s 传递函数在频率特性上是等价的;最后由多项式s 传递函数计算出墙体的z-传递函数.实例比较验证表明:该方法计算简单快捷,精度高.

关键词：多层墙体热传导 z-传递函数系统辩识频域回归方法

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用热电类比方法计算多层墙体的温度响应

暖通空调 2005年第11期35卷 13-15,87页

作者：彭昌海东南大学

基于热电类比理论,提出了计算多层墙体温度响应的新型谐波法,介绍了用热电类比方法求多层墙体的衰减倍数和延迟时间的原理和具体方法。与传统的基于经典控制理论的谐波法相比,避免了复杂的数学推导,易于手算和计算机实现。实例计算表明... 详细信息

基于热电类比理论,提出了计算多层墙体温度响应的新型谐波法,介绍了用热电类比方法求多层墙体的衰减倍数和延迟时间的原理和具体方法。与传统的基于经典控制理论的谐波法相比,避免了复杂的数学推导,易于手算和计算机实现。实例计算表明,该方法效果良好。

关键词：谐波法热电类比方法温度响应多层墙体

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太阳辐射对南方多层墙体热湿性能影响的研究

建筑科学 2010年第10期26卷 332-336页

作者：张乐陈友明湖南大学土木工程学院长沙410082

本文以空气含湿量和温度为驱动势建立模型对南方地区典型多层墙体进行了动态模拟。在主模型中,将太阳辐射总热量分解,得到了建筑不同朝向外墙的太阳辐射得热量,进而分析了在太阳辐射影响下墙体的热湿性能;在子模型中,不考虑太阳辐射得... 详细信息

本文以空气含湿量和温度为驱动势建立模型对南方地区典型多层墙体进行了动态模拟。在主模型中,将太阳辐射总热量分解,得到了建筑不同朝向外墙的太阳辐射得热量,进而分析了在太阳辐射影响下墙体的热湿性能;在子模型中,不考虑太阳辐射得热对墙体热湿性能的影响。将模拟结果同实验测试数据进行对比后可知,太阳辐射得热对多层墙体外层的温度影响较明显,而墙体温度的升高会造成墙体内空气含湿量的增大。

关键词：太阳辐射得热热湿性能多层墙体数据对比分析

基于系统辨识理论的多层墙体不稳定传热分析方法的研究

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基于系统辨识理论的多层墙体不稳定传热分析方法的研究

作者：左政湖南大学

学位级别：硕士

随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对室内人工环境的要求也越来越高。室内负荷的正确预测对保证室内环境质量、节约能源有着重大意义，而由建筑围护结构不稳定传热引起的室内负荷在整个负荷中占较大比例且难以准确计算。传统的... 详细信息

随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对室内人工环境的要求也越来越高。室内负荷的正确预测对保证室内环境质量、节约能源有着重大意义，而由建筑围护结构不稳定传热引起的室内负荷在整个负荷中占较大比例且难以准确计算。传统的分析墙体不稳定传热的方法—直接求根法存在失根、效率低下等诸多问题，一直以来，人们不断寻求更加简单、更高效率的方法来分析其动态传热过程。基于系统辨识理论提出了一种新的方法—频域回归方法(FDR)来分析多层结构墙体瞬时传热过程。首先在所关心的频域范围内计算出总的传递矩阵的频率响应，然后采用适应的辨识算法从墙体不稳定传热的理论频率响应中构造出一个简单的多项式s-传递函数，该多项式s-传递函数与墙体瞬时传热的理论的超越s-传递函数完全等价。在多项式s-传递函数基础上进一步计算墙体的反应系数、导热Z传递函数系数和周期反应系数。与其它方法比较，采用频域回归方法计算墙体的反应系数和导热Z传递函数更加简单、效率更高。由于建筑设计的需要，出现了越来越多的圆柱形的墙体和半球形的屋顶结构，而现有的负荷计算程序并没有考虑这两种类型结构对室内负荷的影响。为了弥补现有负荷计算和能耗分析程序的不足，本文用拉氏变换导出了圆柱形、球形墙体的传递矩阵。较平壁而言，这两种围护结构传热、吸热s-传递函数形式更加复杂，用常规的方法计算它们的反应系数或导热Z传递函数系数难以进行，且无法保证计算精度。而采用FDR方法同样可以从圆柱形、球形结构瞬时传热的理论频率特性中构造出一个多项式s-传递函数，并以此计算反应系数和导热Z传递函数系数。计算实例表明，用该方法分析圆柱形、球形结构不稳定传热过程同样是简单易行的，并且计算结果准确可靠。

关键词：系统辨识反应系数传递函数频域回归多层墙体瞬时传热平板圆柱形球形

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穿墙雷达多层墙体成像方法研究

穿墙雷达多层墙体成像方法研究

作者：宋祥源沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

穿墙雷达可以实现对障碍物后的目标进行精准定位并且获取目标的详细信息。穿墙雷达在实际应用中,电磁波需要穿透墙体对墙后隐蔽目标进行成像,但墙体可能由多层介质组成或多个单层墙体之间被走廊隔开,因此穿墙雷达探测过程往往要面临多... 详细信息

穿墙雷达可以实现对障碍物后的目标进行精准定位并且获取目标的详细信息。穿墙雷达在实际应用中,电磁波需要穿透墙体对墙后隐蔽目标进行成像,但墙体可能由多层介质组成或多个单层墙体之间被走廊隔开,因此穿墙雷达探测过程往往要面临多层非均匀墙体。对于穿墙雷达成像方法而言,成像重建时间代表着系统的时效性。另外在实际测量时,无法避免环境噪声对回波数据的影响和干扰,抗噪声能力对于成像方法的稳定性具有很重要的意义。针对以上几点,本文主要开展以下研究内容:1.研究基于图像总变分最小化（Total Variation Minimization,TVM）的穿墙雷达多层墙体成像方法。成像重构过程中通过计算多层介质的远场格林函数来构造字典矩阵,基于重构图像的梯度域稀疏性采用TVM技术实现成像稀疏重构。仿真实验结果表明,与BP成像算法和基于L1范数最小化稀疏重建成像算法相比,所提成像算法不仅可以减少成像重建时间,而且成像结果可以更好地保留目标的几何形状和边缘信息,同时抗噪声性能也具有良好体现。2.研究穿墙雷达多层墙体stolt偏移成像方法。针对脉冲穿墙雷达工作体制,提出基于stolt偏移的多层墙体成像算法。所提成像算法首先基于爆炸模型、波场传播外推技术将多层介质成像重建转换为单层介质成像重建,然后通过插值和快速傅里叶变换技术实现成像重建。仿真实验结果表明所提stolt偏移成像算法可以在含噪背景下对多层墙体后隐蔽目标进行快速准确成像重建。

关键词：穿墙雷达多层墙体总变分最小化(TVM) stolt偏移算法

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非饱和多层墙体热湿耦合特性研究

非饱和多层墙体热湿耦合特性研究

作者：罗羽南华大学

学位级别：硕士

建筑能耗占社会总能耗的比重逐年增长,建筑节能依然是亟待解决的重点问题。非饱和墙体内部的热湿耦合传递将会改变围护结构的传热性能,增加建筑能耗损失,还可能造成结构性破坏或室内空气品质问题。基于可稳定控制环境的实验设备开展不... 详细信息

建筑能耗占社会总能耗的比重逐年增长,建筑节能依然是亟待解决的重点问题。非饱和墙体内部的热湿耦合传递将会改变围护结构的传热性能,增加建筑能耗损失,还可能造成结构性破坏或室内空气品质问题。基于可稳定控制环境的实验设备开展不同典型工况的墙体实验,对于准确评估多孔建材热工性能以及热湿耦合传递理论模型的验证十分重要。因此,本文以加气混凝土为研究对象,开展了以下内容的研究:(1)通过文献阅读与相关资料的调研,阐述了多孔介质热湿耦合传递理论模型的研究现状与进展,介绍了多孔建材的孔隙率、导热系数、吸水系数的实验测试方法及其发展现状。(2)通过吸水实验获得了加气混凝土的吸水特性曲线,基于稳态平板法实验测试了不同吸水阶段对应含湿量加气混凝土试样的导热系数,分析了加气混凝土的热湿性能。(3)利用大型人工环境舱搭建多层加气混凝土墙体实验平台,营造了夏热冬冷地区夏季、夏热冬冷地区冬季、南海热湿地区夏季三种典型气候特征的室外舱温湿度周期性波动边界条件,室内舱控制为恒定温湿度条件,测试并记录了位于双气候室之间的多层加气混凝土墙体表面及内部不同位置温湿度变化情况。研究不同气候对墙体热湿传递的影响。距离外表面20mm处测点相对湿度在夏热冬冷夏季工况下降低了7.88%,在夏热冬冷冬季工况下降低了4.11%,在南海热湿工况下降低了5.76%,研究认为热传递对湿传递促进的程度大于湿传递对热传递的作用,在高温、高湿的环境中,热湿耦合作用对墙体热工性能的影响增大。(4)设计了可量化降雨强度的降雨实验喷雾系统,利用环境舱开展了夏热冬冷地区夏季特征气候下的降雨实验,降雨量为24.3mm,记录降雨时刻及降雨后一周多层加气混凝土墙体外表面及内部不同位置温湿度变化情况。研究发现该气候下中雨对墙体内部温度几乎没有影响,对墙体内部相对湿度的影响约在降雨24h后逐渐消失。(5)通过理论分析,选择COMSOL Multiphysics多物理场耦合模拟仿真软件,基于COMSOL中的多孔热湿耦合传递模型计算了夏热冬冷地区夏季气候多层加气混凝土墙体内温湿度变化,并与实验数据进行对比,最大相对误差为10.74%,验证了多物理场耦合模型的准确性。模拟计算了实验对应的三种工况下,新建多层加气混凝土墙体降湿到稳定过程的温湿度变化情况及所需要的时间。

关键词：加气混凝土环境舱实验热湿耦合传递多层墙体