横流向热浮升力对并列双圆柱流致振动的影响

采用浸入边界法对横流向热浮升力作用下并列双圆柱的流致振动进行数值模拟研究。详细总结了理查森数Ri=3条件下并列双圆柱的最大振幅、时均位移、升阻力系数、频率特性和尾流模式等随间距比及折合流速的变化规律。研究发现:在横流向热浮升力作用下,并列双圆柱振幅和升、阻力系数呈现不对称特点,振动响应除出现涡激振动外,在更高折合流速下出现驰振;圆柱振动平衡位置相对其初始位置均发生与热浮升力反向的偏移,偏移量随折合流速增大而增加;在涡振阶段,并列双圆柱尾流场表现出稳定的宽窄尾流模式,两个圆柱的泄涡基本保持反相同步;在驰振阶段,尾流场表现为同相同步模式,圆柱的振动响应出现了倍频锁定现象。

热浮升力作用下并列双圆柱不对称振动特性

该文采用嵌入式迭代浸入边界法对热浮升力作用下并列圆柱的涡激振动进行了数值模拟研究。并列圆柱处于均匀来流之中,圆柱弹性支撑并被限制在横流向上振动,圆柱表面被加热以产生横流向的热浮升力。该文对理查森数Ri=1条件下并列圆柱涡激振动的最大振幅、时均位移、水动力系数、脱涡频率、涡量场关于温度场随间距比和折合流速的变化规律进行了分析。研究发现:相比于等温流动,横流向热浮升力存在时,并列圆柱振动响应呈现不对称特点,下方圆柱的涡激振动被激励,而上方圆柱的涡激振动被抑制,形成了宽窄尾流模式。热浮升力导致并列圆柱涡激振动的平衡位置相对初始位置均向下发生了显著偏移,下方圆柱的升力系数均方根增大,上方圆柱的升力系数均方根减小。并列圆柱间距比较小时,两圆柱振动同频;间距比较大且振幅较小时,下方圆柱的振动频率明显比上方圆柱的高。

竖壁贴附通风与混合通风供热方式室内热环境及通风性能实测比较

在人工热舒适实验室内,对竖壁贴附通风与混合通风2种供热方式下室内热环境和通风性能进行了详细的对比实验研究。结果表明:采用竖壁贴附通风供热方式,室内竖向温度梯度造成的上热下冷现象得到改善,热量能有效送入工作区,有利于降低供热能耗;室内温度分布更均匀,人体头脚温差和温度不均匀系数更小,热浮升力对室内热舒适造成的不利影响得到有效克服;大风量、小温差送风可以缓解和优化冬季供热室内温度分布不均匀的问题,同时在满足送风可及性要求条件下,竖壁贴附通风室内温度分布对送风参数变化的敏感度较小,工程应用适应性强。

室内空气对流的特征与数值模拟

采用雷诺平均的Navier-Stokes方程和K-ε湍流模型,数值模拟了在温度梯度和浓度梯度作用下的房间空气对流结构。通过改变浮升力比Grc/GrT及自然对流与强迫对流强度比Gr/Re2值的大小,分析了浓度浮升力方向及其大小和Gr/Re2值对空气流态的影响。结果表明,当Grc/GrT改变时,热和污染源壁面附近的流体流动状态和热边界层厚度发生了改变;随着Gr/Re2的增大,室内空气流型由机械通风主导逐步变化到自然通风主导。

低温地板辐射采暖室内颗粒物分布模拟研究

采用计算流体力学方法,针对低温地板辐射采暖房间存在室内颗粒污染源时,对室内颗粒物随时间、空间变化的运动特性进行了数值模拟研究。研究结果表明,室内污染源(Z=1.5 m的发烟器平面)存在时,在t=60 s时,2.5μm的颗粒物已经扩散到整个房间内。小粒径(dp<5μm)的颗粒物受到浮升力的作用随气流的跟随性很强,而大粒径(dp>10μm)的颗粒物受重力作用大部分聚集在地面附近。

超临界压力硅油MM竖直管内对流传热实验研究

硅油MM具有较低的临界点和较高的热稳定性,更适合应用于高温位热源的超临界有机朗肯循环(ORC)系统。超临界压力流体热物性会在拟临界点附近发生剧烈变化,导致流体管内对流传热出现传热强化或恶化等异常现象。本文通过实验获得了超临界压力硅油MM竖直管内向上流动的对流传热特性,分析了热流密度和压力等边界条件对传热特性的影响,并结合浮升力作用和热加速效应探讨了传热恶化的机理,为超临界ORC系统中加热部件的设计和优化提供支撑。