基于圆柱面模型的仿形喷雾植物冠层密度超声量化测试

基于低成本超声波传感器搭建了一套植物冠层超声回波信号检测系统,建立了基于圆柱面叶片分布模型的量化测试台。在正交中心复合设计试验基础上,建立了超声回波信号均值与冠层密度、探测距离的定量关系,即植物冠层密度量化模型。对已建立的植物冠层密度量化模型进行方差分析,结果表明,植物冠层密度量化模型具有显著性,且失拟性不显著。植物冠层密度量化模型决定系数R2和预测模型决定系数R2分别为0. 988 5和0. 911 4,表明试验值和预测值具有良好的一致性。为了验证已建立的植物冠层量化模型的可靠性,于室内测试台进行了4种植物在3种不同测试距离下的冠层密度验证测试,试验结果表明,实测值与模型测量值的相对误差最小为1. 230%,最大为13. 650%,平均相对误差为6. 120%,植物冠层密度量化模型对室内测试台的冠层密度测量有较好适用性。室外选择3棵不同的桂树,每棵树选择9个测试点进行验证测试,试验结果表明,实测密度与模型测量密度的最小相对误差为3. 959%,最大相对误差为20. 600%; 3棵桂树的实测密度与模型测量密度的平均相对误差分别为11. 244%、12. 246%和9. 628%,植物冠层密度量化模型对户外桂树密度测量有较好的适用性。

地源热泵有限长圆柱面和圆柱体热源模型

为进一步提高地源热泵解析模型的精度,对地源热泵钻孔外非稳态温度场模型进行了研究.考虑地面边界条件、钻孔的有限深度及热流在钻孔径向的分布,提出有限长圆柱面和圆柱体热源模型.在地面以上设虚拟热汇,把温升看成时间、空间上连续的瞬时点热源温度响应的叠加,即采用格林函数法,得到这2种模型的温升解析解.与实验数据对比表明:2种模型可以更精确地计算钻孔外非稳态温度场.计算结果也表明:圆柱面模型和圆柱体模型计算得到的结果差异不大,在计算量上圆柱面模型要小些,因此,在实际应用中推荐采用圆柱面模型.

基于实心圆柱面热源模型的岩土热物性测试方法

一维实心圆柱面热源模型比现有的线热源模型和空心圆柱面热源模型能更好地描述竖直地埋管换热器与周围岩土的的传热过程。利用一维实心圆柱面热源模型结合参数估计方法建立了一种可用于现场测量确定岩土热物性参数的方法。利用该方法对实际工程进行了测试分析,结果表明该方法得到的地下岩土热物性参数可信,可以用于工程设计。

螺旋型埋管能源桩传热模型的适用性及其试验验证

传热模型的精确性直接关系到能源桩换热效率的计算精度,进而影响能源桩设计。以螺旋型埋管能源桩为研究对象,在信阳地区开展了一项现场原位试验,实测获得了螺旋型埋管能源桩换热过程中的桩周温度场数据,并分别与圆柱面热源模型和线圈热源模型的计算成果进行了对比分析。研究成果显示:有限长热源模型较无限长热源模型具有更高的计算精度,有限长线圈热源模型较有限长圆柱面热源模型具有更高的计算精度,采用有限长线圈热源模型计算的桩壁温度误差<1.5%,桩周温度场计算误差<2.5%,地埋管进出口水温计算误差<2.2%,故将其推荐为螺旋型埋管能源桩桩周温度场的计算模型。最后,探索了不同传热模型针对螺旋型埋管能源桩的适用性,为指导螺旋型埋管能源桩设计提供了科学依据。

双U型桩基埋管换热器原位试验及理论适用性分析

以信阳信息大厦能源桩项目为对象,分别采用线热源模型和圆柱面热源模型对双U型埋管能源桩的桩壁温度及桩周温度场进行了计算,并与实测值进行了对比分析。采用有限长热源模型和无限长热源模型对能源桩壁面温度的计算结果表明,有限长热源模型比无限长热源模型具有更高的精度,更适用于能源桩的传热计算。通过各种热源模型对桩周温度场的计算与对比分析表明,有限长圆柱面热源模型对双U型埋管能源桩具有最好的适用性,计算相对误差小于4%。本研究成果基于原位试验得出,对桩基埋管换热器的工程应用具有重要理论意义和现实价值。