基于粗网格CFD模拟方法的室内空气污染物实时寻源反计算研究

室内空气污染泄漏等事件中,及时定位污染源所在的位置,对于消除污染的影响将产生极大的帮助,联合概率法结合CFD模拟获得的气流组织数据在污染物寻源反计算中被广泛应用.对非稳态气流问题进行污染物寻源反计算时,为准确定位污染源的位置,通常采用CFD网格无关解获得流场数据,但计算周期长,无法实时寻源定位.本文以典型的办公室为例,利用不同网格数量获得的气流场进行寻源反计算,发现粗网格模型可以精确定位污染源位置,其速度场也与CFD网格无关解的十分相似,表明粗网格在非稳态气流场中可以准确定位污染源的位置,同时相较于网格无关解提升了70%以上的时间,提高了定位的速度,可以实时寻源定位,为后续救援赢得宝贵的时间.

基于逆向Monte Carlo法的腔内小接受体红外辐射传递研究

针对MC方法在计算三维大辐射腔内小接受体所受到辐射时存在的耗时长难收敛等问题,采用三维逆向能束跟踪MonteCarlo方法(BMC),结合CFD数值模拟技术,分析了不同介质参数以及燃烧工况下,腔体内不同高度上红外辐射能传感器所接受的辐射能特性,并与正向MC方法进行了对比。模拟计算结果表明:BMC方法对于处理小接受体大发射源辐射传递问题具有明显的时间优越性,同时该方法可以用于基于辐射能的腔体内燃烧过程分析。

空调及换气系统运行对室内PM_(2.5)净化效果的影响

为了研究室内空调与换气系统运行时空气净化器对室内空气的净化效果,采用试验研究和CFD模拟相结合的方法,研究了空调与换气系统运行对净化器将室内PM_(2.5)净化到ASHRAE规定的可接受室内空气质量的限值15μg/m^(3)的净化时间的影响。结果表明,净化器外加空调净化时间相比净化器单独运行时间缩短15.2%;净化器外加换气系统净化时间相比净化器单独运行时缩短了30.4%;三系统联合运行时的净化时间相比净化器单独运行时间缩短32.6%。结果可为研究空调与换气系统对空气净化器净化效果的贡献及室内空气净化方式提供参考。

高速气流加速下雾粒的传质(英文)

针对高分散气雾两相流动体系,提出了一种新的传质理论表达式,其传质系数用Kolmogoroff长度时间尺度进行关联,并开发出基于MonteCarlo和CFD的联合模拟方案。运用该传质表达式和模拟方案,成功地模拟了氢氧化钠与二氧化碳的气雾两相射流中和反应体系。结果表明:相间传质时间尺度(1.6×10-4s)远小于弛豫时间尺度(4.5×10-4s),进一步研究说明尽管气雾相间传质的速率很快,但相间传递量是主要通过速度滑移实现的,相间传质对雾粒相的运动行为影响甚小,因而在工程上对于雾粒相运动行为的描述可以忽略传质的影响。由激光多普勒测速仪得到的实验数据证实了模拟结果,表明模拟能正确预测此类输运现象。

基于Copula函数的桃林口水库防洪风险分析

为了对桃林口水库进行防洪风险分析,采用阿基米德Gumbel-Hougaard Copula连接函数,构建了入库洪峰与洪量的两变量联合分布模型,由随机抽样模拟洪峰和洪量系列,然后基于洪水类别生成洪水过程线。同时综合考虑了水库泄洪能力与水位库容关系水力不确定性因素,采用Monte Carlo法计算桃林口水库在现行常规调度条件下不同风险因子组合对应的水库调度风险定量关系。结果表明,桃林口水库防洪风险系统最主要的控制因素是水文风险,水力风险影响次之。降低汛限水位及采取合理的控泄方式可极大地减轻下游的防洪压力,而该调度方式下水库本身的风险率很小。研究成果为当地水库管理与防汛部门制定科学、合理的防洪规划,为未来合理利用洪水资源探索汛限水位动态化管理提供一定的参考。

敞开式地下汽车库自然通风

结合上海某工程实例,采用计算机模拟技术,对敞开式地下汽车库通风方式进行了模拟。结果表明,根据建筑物现状,采用自然通风为主的模式,在满足车库空气质量标准的前提下,能达到节能降耗的目的。

基于机会约束规划的储能系统跟踪光伏发电计划出力控制方法

为最大程度提高光伏系统跟踪计划出力能力,基于短期光伏发电预测功率及预测误差的随机性,提出采用机会约束规划的储能系统控制方法。该方法以光储联合出力在调度计划上下限范围内为目标,考虑储能充放电功率与荷电状态(state of charge,SOC)约束条件,并采用基于蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟的改进自适应粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)进行求解,进而获得日前各时刻储能的充放电功率值。以典型光伏电站出力为例进行仿真,对比分析了固定系数和变化系数情况下光储跟踪计划出力效果与储能情况,结果验证了该控制策略的有效性与灵活性,并为日前储能充放电控制提供了参考方案。

建筑雪工程学研究方法综述

建筑雪工程学系指综合物理学、地球环境学、灾害学等交叉学科,从专业角度对建筑(群)及其周围环境冬季受降雪影响进行预测及研究,以抵御由雪灾诱发建筑物倒塌事故的一门学科。从该学科中主要的三种研究方法,即实地观测、试验研究以及数值模拟为切入点对三者的发展进行梳理与深入剖析。对于实地观测,总结了国外规范中考虑风致雪漂移和热力融雪等影响因素的研究历程与相应理论模型的建立,并指出今后我国实测工作应以对足尺建筑屋面积雪特性及其演变机理为重心;通过对近年来试验研究工作的概括总结,梳理了现今试验研究的四种手段,并明确了对应试验手段相似准则的建立与参数的选取,同时指出今后在我国建立专业风雪试验的必要性;通过对CFD数值模拟方法研究进展的回顾,总结了目前数值模拟已取得的成果与存在的不足,为考虑因素全面的新数值模拟方法的发展指明方向。

塔克拉玛干沙漠周边地区极端弱降水的时空变化特征

选用塔克拉玛干沙漠周边40个气象站1961—2009年日降水资料和4个极端弱降水指标,分析该地区极端弱降水的时空变化特征。采用M-K法和F检验对各站点降水指标的变化趋势及变化率进行检验和计算,并利用Monte Carlo模拟进行区域显著性检验。由Copula函数得到两降水指标的联合分布,计算两降水指标的联合重现期。结果表明:(1)年最长连续无降水日数(CDD)多为80~100d,呈显著减少趋势;出现频率最高的每年日降水量小于降水日序列25%分位数的日数(D25)为0~10d,呈显著增加趋势;每年日降水量小于降水日序列25%分位数的总降水量(P25)的值集中在0~1.5mm,2~3mm的P25从2000年才开始出现;出现频率最高的每年日降水量小于降水日序列25%分位数的日平均降水量(I25)为0.1~0.3mm,I25超过0.4mm的情况极少出现。(2)CDD与D25和P25各自五年一遇值的空间分布相反。除CDD和D25均大于各自五年一遇值的联合重现期较长外,其余各类型联合重现期较短。沙漠周边地区发生不同类型极端弱降水事件的概率不同。