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建筑热羽流影响下空气污染物跨楼层扩散特性

暖通空调 2024年第2期54卷 107-113页

作者：王佳齐杨锋赵青霞黄远东崔鹏义上海理工大学上海

采用风洞实验和数值模拟,以单侧通风6层建筑为研究对象,考虑水平来流和太阳辐射引起的近壁面热羽流的耦合作用,探究了不同理查德森数Ri下建筑壁面热流运动、温度分布及污染物在竖直方向的跨楼层扩散传播特性。研究表明:当Ri≤5.64时,水... 详细信息

采用风洞实验和数值模拟,以单侧通风6层建筑为研究对象,考虑水平来流和太阳辐射引起的近壁面热羽流的耦合作用,探究了不同理查德森数Ri下建筑壁面热流运动、温度分布及污染物在竖直方向的跨楼层扩散传播特性。研究表明:当Ri≤5.64时,水平风力占主导,建筑2/3高度以下迎风面有明显的下行及向两侧的流动,1层释放的污染物对2层及以上楼层几乎没有影响,此时归一化净逃逸速度NEV~*基本保持不变;当Ri>5.64时,壁面热浮升力作用不能被忽略,随着Ri的增大,NEV~*明显增大,表明有更多污染物从1层室内扩散出来,沿迎风面向上运动的热流对高层室内产生影响,导致污染物跨楼层传播的风险增大。

关键词：风效应热羽流污染物扩散跨楼层传播净逃逸速度

多热源热羽流与通风相互作用对工业建筑热环境的影响

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制冷学报 2023年第6期44卷 138-147页

作者：黄煜杨昌智湖南大学土木工程学院长沙410082

工业建筑内存在多个高温热源,所形成的热羽流对建筑气流组织的影响极大。本文以一座新能源电池材料生产车间为例,通过6种不同的送风速度和6种不同的送风口高度来研究多热源热羽流与送风射流的相互作用规律,及其相互作用对工业建筑热环... 详细信息

工业建筑内存在多个高温热源,所形成的热羽流对建筑气流组织的影响极大。本文以一座新能源电池材料生产车间为例,通过6种不同的送风速度和6种不同的送风口高度来研究多热源热羽流与送风射流的相互作用规律,及其相互作用对工业建筑热环境的影响。结果表明:多热源耦合热羽流以高温热源为主导,羽流相互靠拢形成集中的卷吸区域,最大轴心速度约为0.64 m/s。利用热羽流引导气流组织向上运动,可使高温空气快速排出,从而有效改善建筑工作区热环境。降低送风速度能够减少对热羽流上流的抑制作用,当送风速度由14.80 m/s降至2.96 m/s,车间工作区温度由39.2℃降至31.6℃。降低送风口高度能够增加对热羽流上流的促进作用,当送风口高度由5.0 m降至1.7 m,车间工作区温度由34.9℃降至30.3℃。研究结果可为工业建筑的通风设计提供参考。

关键词：工业建筑热羽流送风射流相互作用热环境

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确定纯热羽流卷吸系数的盐水实验研究

工程热物理学报 2020年第10期41卷 2501-2510页

作者：刘洋力晓晴黄澜欧阳腾江西理工大学建筑与测绘工程学院赣州341000 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院深圳518055

考虑羽流虚拟源点位置的影响,通过测量受限空间内随时间变化的羽流界面位置高度,确定纯羽流条件下卷吸系数,并利用有内热源条件下置换流动实验进行了验证。对两种计算虚拟源方法进行比较,Baines计算方法得到虚拟源位置受到模型长度和高... 详细信息

考虑羽流虚拟源点位置的影响,通过测量受限空间内随时间变化的羽流界面位置高度,确定纯羽流条件下卷吸系数,并利用有内热源条件下置换流动实验进行了验证。对两种计算虚拟源方法进行比较,Baines计算方法得到虚拟源位置受到模型长度和高度影响,Hunt的方法确定虚拟源位置仅是源条件的函数,卷吸系数确定过程中,Hunt的方法相比Baines的方法更为合适。根据源参数Γ与卷吸系数关系,利用插值法确定纯羽流即Γ=1时卷吸系数为0.0987。利用点热源产生置换流动实验验证卷吸系数,得到分层界面的实验点与卷吸系数取值0.096对应的理论曲线之间的标准差为0.0178。结合与文献中卷吸系数的比较,表明虚拟源点位置修正耦合受限空间羽流界面位置实验是一种确定卷吸系数的有效方法。

关键词：卷吸系数虚拟源热羽流分层界面盐水实验

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静风环境下壁面热流对建筑热羽流的影响

建筑节能（中英文） 2023年第4期51卷 48-55页

作者：韩东亮翟璐开张甜甜谭羽非哈尔滨工业大学建筑学院哈尔滨150006 寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室哈尔滨150006

为研究静风环境下建筑立面的热羽流特性,基于相似理论建立了静风建筑实验平台,采用实验测试和数值模拟相结合的研究方法,对50 W/m^(2)、100 W/m^(2)、200 W/m^(2)三种壁面热流密度下的建筑立面热羽流特性进行模拟研究。结果表明,随着壁... 详细信息

为研究静风环境下建筑立面的热羽流特性,基于相似理论建立了静风建筑实验平台,采用实验测试和数值模拟相结合的研究方法,对50 W/m^(2)、100 W/m^(2)、200 W/m^(2)三种壁面热流密度下的建筑立面热羽流特性进行模拟研究。结果表明,随着壁面热流密度的增加,水平方向以及竖直方向上,风速及温度的变化趋势基本一致。在竖直方向上,随着距离地面高度的增加,风速不断增大,而温度基本保持不变;在水平方向上,随着距离壁面距离的增加,风速先增大后减小,温度先急剧下降后保持不变。并且最大气流速度出现在近壁面区域的顶部,热流密度分别为50 W/m^(2)、100 W/m^(2)、200 W/m^(2)时,速度最大值分别为1.6 m/s、2.1 m/s、2.6 m/s,最高温度分别为37℃、43℃、52℃。

关键词：热羽流建筑立面静风环境实验测试

热羽流作用下建筑群形态布局对室外风热环境的影响

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热羽流作用下建筑群形态布局对室外风热环境的影响

作者：韩东亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着城镇化的推进和人们生活水平的提高,人们对室内环境的舒适性要求越来越高。为提升室内舒适度,目前的研究热点集中在建筑传热性能提升及室内环境保障技术方面,而对建筑与室外微气候的相互作用方面的研究却非常有限。事实上,... 详细信息

近年来,随着城镇化的推进和人们生活水平的提高,人们对室内环境的舒适性要求越来越高。为提升室内舒适度,目前的研究热点集中在建筑传热性能提升及室内环境保障技术方面,而对建筑与室外微气候的相互作用方面的研究却非常有限。事实上,城市建筑群的本体特性及形态布局,会对建筑室外风热环境产生直接的影响,进而影响建筑群冷热负荷及室内环境的控制。研究建筑群对区域风热环境的影响机制,有助于对能耗及区域微环境综合考量,实施建筑群优化设计。本文采用实验测试与数值模拟相结合的方法,对不同建筑形态布局与热羽流共同作用下室外风、热环境进行模拟分析。首先基于相似理论,对单体建筑和建筑群的热羽流特性进行了缩尺模型实验研究,单体模型结果表明随着建筑高度的增加,建筑表面的风速和温度逐渐增加,随着距离建筑立面距离的增加,空气温度逐渐降低,空气流速先增加再降低,距离壁面1cm处风速达到最大。建筑群模型实验结果表明随着距离地面高度的增加,建筑群外风速不断增加,在距离建筑群10cm处,风速呈抛物线分布,温度基本和风速变化趋势基本相似,但是不同位置温差有限。其次,建立了热羽流作用下的风热环境的数值模拟模型及其求解方法,并通过模拟结果和实验数据的对比,以验证了模型的准确性。对比结果显示,模拟和测试得出的温度和风速变化趋势完全相同,且整体相对误差在10%以内,模拟结果与实测结果一致性较高。随后,建立了实际建筑群物理模型,对静风环境建筑表面热羽流与建筑群形态布局特征共同作用下,室外风热环境的变化规律进行了模拟分析。模拟结果表明建筑群布局方式,建筑间距以及建筑高宽比对建筑群室外风、热环境均有显著影响,庭院式布局形式下建筑之间的热羽流影响最强,引发的风速分布较均匀;建筑群平均间距20m时,热羽流诱导产生的平均风速最大,可达到0.96m/s;建筑群平均高宽比为0.375时,热羽流诱发的平均风速可达1.05m/s。热羽流对温度的影响范围较小,集中于建筑群立面附近区域。最后,模拟分析了背景风与建筑表面热羽流共同作用下,不同建筑布局建筑群的室外风热环境的变化规律,结果显示,背景风速在1m/s时庭院式布局方式风速分布较为均匀;背景风速为4m/s时,三种布局形式均能形成通道风,但庭院式布局的行人高度平均风速仅为2.5m/s。在三种风速、三种布局方式下,热羽流对室外温度的影响范围主要是建筑立面附近区域。本文的研究揭示了建筑表面热羽流的特性与建筑群形态布局对区域风热环境的影响机制,研究结果可为城市建筑群的优化设计提供理论依据以及技术支持。

关键词：热羽流建筑群数值模拟形态布局风热环境

大空间竖向热羽流对横向冷射流的干扰作用盐水模拟实验研究

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制冷学报 2015年第1期36卷 45-51页

作者：王昕梁云叶李飞马静思上海理工大学环境与建筑学院上海200093 上海建科建筑节能评估事务所上海200032

以相似理论为依据,设计搭建了用于模拟大空间建筑室内气流组织的液态模型实验台,对大空间建筑中常见的竖向热羽流对横向冷射流的影响规律进行盐水模拟实验研究。借助速度比例尺解决了冷射流与热羽流系统的相似同步性问题。实验结果表明... 详细信息

以相似理论为依据,设计搭建了用于模拟大空间建筑室内气流组织的液态模型实验台,对大空间建筑中常见的竖向热羽流对横向冷射流的影响规律进行盐水模拟实验研究。借助速度比例尺解决了冷射流与热羽流系统的相似同步性问题。实验结果表明:在竖向热羽流作用下,横向冷射流的运动轨迹将发生向上的偏转。单股竖向热羽流对单股横向冷射流对作用点上游的冷射流轨迹没有明显干扰作用,冷射流轨迹的抬升主要表现在作用点下游的冷射流末段。在两个热源形成的两股竖向热羽流作用下,单股横向冷射流的运动轨迹发生的偏转量增大;竖向热羽流与横向冷射流的作用点不同,冷射流运动轨迹受到的干扰作用大小也不同,在冷射流初段,冷射流的惯性力作用较强,不易受热羽流干扰,而在冷射流末段,冷射流惯性力减弱,易受热羽流干扰;相对于单股冷射流在两股热羽流作用下的运动来说,两股冷射流叠加后,热羽流的干扰作用有所减弱。

关键词：大空间盐水实验热羽流冷射流射流轴心断面速度分布

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热羽流盐水模型实验研究综述

建筑热能通风空调 2013年第3期32卷 1-5,31页

作者：王昕梁云代运天上海理工大学环境与建筑学院

分析了热羽流盐水模型实验的原理,介绍了盐水模型实验在经典羽流理论研究中的应用,针对热羽流盐水模型实验中的技术难点进行介绍,并总结了几种羽源位置的修正方法。对热羽流盐水模型实验在通风工程技术研究以及火灾科学研究中的应用进... 详细信息

分析了热羽流盐水模型实验的原理,介绍了盐水模型实验在经典羽流理论研究中的应用,针对热羽流盐水模型实验中的技术难点进行介绍,并总结了几种羽源位置的修正方法。对热羽流盐水模型实验在通风工程技术研究以及火灾科学研究中的应用进行了总结和分析,指出热羽流盐水模型以其独特优势,在热羽流理论研究以及工程技术研究中将发挥重要作用。

关键词：热羽流盐水模型虚源相似理论

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通道外部的热羽流

通道外部的热羽流

北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学...

作者：乔曼曼徐丰北京交通大学土木建筑工程学院

利用二维数值模拟的方法研究了通道外部的热羽流。通过对不同瑞利数下的通道外部热羽流的数值模拟结果分析,发现随着瑞利数的升高,流动和传热都发生了明显变化。通过改变通道的高宽比,进一步研究了随着通道高宽比的变化,流动、传热以及... 详细信息

利用二维数值模拟的方法研究了通道外部的热羽流。通过对不同瑞利数下的通道外部热羽流的数值模拟结果分析,发现随着瑞利数的升高,流动和传热都发生了明显变化。通过改变通道的高宽比,进一步研究了随着通道高宽比的变化,流动、传热以及排气量有明显的不同。

关键词：通道热羽流瑞利数数值模拟

来源： cnki会议评论

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乘员行为对客舱流场与温度场分布的影响

工程热物理学报 2024年第1期45卷 255-262页

作者：余忠豪张超肖光明杜雁霞桂业伟中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室绵阳621000 西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049

飞机客舱内气流组织分布的精细化预测是舱内热舒适性与生物安全研究的重要基础,由于涉及大尺度空间内强迫对流与自然对流共同作用下的复杂传热传质问题,目前仍面临巨大挑战。本文结合混合热格子玻尔兹曼方法 (HTLBM)和GPU加速技术,发展... 详细信息

飞机客舱内气流组织分布的精细化预测是舱内热舒适性与生物安全研究的重要基础,由于涉及大尺度空间内强迫对流与自然对流共同作用下的复杂传热传质问题,目前仍面临巨大挑战。本文结合混合热格子玻尔兹曼方法 (HTLBM)和GPU加速技术,发展了工程适用的舱内混合对流数值模拟方法,并开展了典型算例验证。以某民航飞机客舱为研究对象,对比分析了乘员行为对客舱内流场及温度场分布的影响规律。结果表明,过道位置有乘员站立时显著改变大尺度环流,增大了乘客位置自锁区域的形成,并进风口射流轨迹偏转,导致热量在过道附近聚集。

关键词：客舱气流组织混合热格子玻尔兹曼方法乘员行为热羽流气流自锁