An Adaptive Threshold Dynamics Method for Three-Dimensional Wetting on Rough Surfaces

We propose an adaptive threshold dynamics method for wetting problems in three space dimensions.The method is based on solving a linear heat equation and a thresholding step in each iteration.The heat equation is discretized by a cell-centered finite volume method on an adaptively refined mesh.An efficient technique for volume conservation is developed on the nonuniform meshes based on a quick-sorting operation.By this method,we compute some interesting wetting problems on complicated surfaces.Numerical results verify some recent theory for the apparent contact angle on rough and chemically patterned surfaces.

湿球温度快速计算方法研究及误差来源分析

湿球温度是进行暖通空调和建筑设计等工程中必需的一个重要环境参数。但由于各种原因,国内各地气象站自2000年之后已经陆续停止了湿球温度的人工观测项目。为解决工程设计中缺少这个环境参数的问题,本文设计了一种利用气温、相对湿度和气压快速计算湿球温度的算法,并给出了Python语言实现的该算法的关键部分。经过比测,计算结果与传统人工观测相差较小,大部分情形下与观测结果一致。与常用的遍历法给出的结果差别很小(<0.01℃)。此方法计算速度极快,绝大多数情况下可在3步循环内计算得到精度在0.01℃的结果,完全可以满足实际工作中湿球温度的计算需求。最后给出了宁夏地区不同年代的夏季室外计算湿球温度的统计结果,分析了计算结果误差产生的主要来源,并给出了提高计算精度的思路。

川西高原植被物候及其对气候变化的响应

为探究2001-2020年川西高原植被物候时空变化及其对气候变化的响应,利用MODIS NDVI数据、植被区划数据、数字高程数据以及气象数据,通过Savitzky-Golay滤波以及动态阈值法,提取了川西高原2001-2020年植被生长季始期(SOS)、生长季末期(EOS)以及生长季长度(LOS),结合月平均气温与降水量,探讨了植被物候与气候因子(月平均气温、降水量)之间的关系。结果表明:(1)川西高原植被SOS主要集中在第90-第130天,EOS主要集中在第260-第290天,LOS主要为130~190 d;随着海拔不断升高,植被SOS呈提前趋势、EOS呈推迟趋势、LOS呈延长趋势。(2)植被SOS呈提前趋势的面积占60.56%;植被EOS呈推迟趋势的面积占51.21%;植被LOS呈延长趋势的面积占60.75%,其中7.19%呈显著延长趋势。(3)川西高原植被SOS与春季2-4月份平均气温呈负相关,且存在较大的时空差异性;植被EOS与10月份平均温度、11月份降水量呈显著正相关;6月份平均气温和8月份降水对LOS的正向影响较大。整体来说,川西高原植被物候在不同植被区划具有明显的分布规律。研究成果可为高原地区植被物候变化规律研究提供参考。

湿球温度动态阈值法在秦岭南北降雪时空规律分析的适用性研究

基于秦岭南北72个气象站点逐日观测数据,对湿球温度动态阈值法在中国南北过渡带降雪研究的适用性进行分析。结果表明:受冬季风、山地地形和下垫面性质等因素影响,秦岭南北降雪判断准确率的时空规律存在两阶段特征。第1阶段为:11月—次年1月,区域降雪判断准确率空间呈现“南北分异”分布,关中平原和秦岭山地,是降雪判断准确率的高值区;第2阶段为:次年2—3月,降雪判断准确率空间呈现“东西分异”分布,汉江流域上游、秦岭山地西段、关中平原东部为降雪判断准确率的高值区。[-2.0℃,2.0℃]气温区间,是秦岭南北降雪类型判断准确的关键温度区间。当区域强烈降温至0℃以下,湿球温度动态阈值法,可准确地识别11月—次年1月关中平原、秦岭山地和汉江流域上游的降雪相态。本研究结论启示,客观降雪相态方法验证研究可借鉴地理时空思维,关注不同时间、不同温度、不同地理单元的组合关系,重视雨雪相态判断准确率的时空差异规律。

密集烘烤关键温度点不同湿度控制烤烟主要化学成分的动态变化

针对密集烘烤存在的干物质降解不充分和香气物质不足的问题,以‘K326’品种为材料,在湖南省浏阳市开展了密集烘烤关键温度点不同湿度控制烟叶化学成分动态变化研究。结果表明:(1)在密集烘烤过程中,42℃前淀粉含量迅速下降、总糖和还原糖含量及糖碱比迅速升高;42～47℃,淀粉含量缓慢下降、总糖和还原糖含量缓慢升高;在47℃后,淀粉、总糖、还原糖含量及糖碱比基本保持稳定,变化很小。(2)烟叶烟碱、总氮含量随烘烤进程略呈下降趋势,但变化较小;氮碱比变化不大。(3)在烟叶变黄期和定色期适当增加湿球温度,可使化学成分更加协调。

基于计算法的夏季空调室外计算湿球温度探讨

依据ASHRAE手册,分别采用试算法、牛顿迭代法及经验系数法计算了我国严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区以及温和地区的5个典型代表城市的夏季空调室外计算湿球温度,对比了现行规范中各城市相对应的设计参数。结果表明,采用试算法和牛顿迭代法统计夏季空调室外计算温度时,其统计结果与现行规范中设计参数的相对误差范围为1.25%-2.98%;采用经验系数法统计夏季空调室外计算温度时,其统计结果与现行规范中设计参数的相对误差范围为1.16%-2.19%。此外,采用湿球温度计算法统计夏季空调室外计算湿球温度时,其统计结果的比焓与查图法所得设计参数比焓较为接近,可用于湿度控制系统及空调系统的设计。认为湿球温度计算法可应用于夏季空调室外计算湿球温度的统计中。

复合式地源热泵系统及运行控制模拟分析

提出复合式地源热泵系统的顺序控制法与湿球温度控制法,建立了基于TRNSYS的复合式地源热泵系统及其控制系统模拟平台。以郑州某建筑复合式地源热泵系统为研究对象,并对该系统在不同运行控制下的运行及能耗进行动态模拟。模拟结果表明对于该地源热泵系统,采用湿球温度控制法并选定合适的湿球温度能保持土壤的热平衡性并且减少系统能耗。

基于二元超阈值模型的空调室外计算干湿球温度确定方法研究

空调室外干湿球温度参数同时作用于建筑物,是影响建筑热环境的重要参数,在空调系统设计中作为室内负荷计算和空调设备容量计算的初始计算气象条件.现阶段,空调室外计算干、湿球温度的确定方法主要是对单个气象参数的一维概率统计,而未考虑两者之间的同时发生性.因此,本文提出了一种二元超阈值模型的室外干湿球温度确定方法,对满足完全不保证率下的干、湿球温度进行求解计算,从而获得同时发生的室外干湿球温度参数.该方法为空调系统的设计参数提供了一种更为科学合理的确定方法.以乌鲁木齐为例,计算结果表明空调室外计算干、湿球温度值较我国方法均有所降低,较ASHRAE方法中的伴随参数有所增加.

空调用封闭式冷却塔热工性能的动态仿真及实验研究

本文以作者研制的空调用封闭式冷却塔为研究对象，对冷却塔的传热传质过程进行了深入的理论分析和计算；在此基础上，建立了封闭式冷却塔的动态理论模型，利用该模型，对封闭式冷却塔的热工性能进行了动态仿真。建立了封闭式冷却塔的热工性能实验台，系统地研究了喷淋水量、空气流量、入口空气湿球温度等参数对冷却塔性能的影响。实验结果与理论计算结果相一致，验证了模型的可靠性。

农业设施中湿球温度的计算方法研究

湿球温度是农业设施中空气环境调控的重要参数。目前,多数测定空气状态的仪器均是直接测定干球温度、相对湿度,不直接测定湿球温度;但环境控制工程的设计、生产中的环境调控管理和一些问题分析时需要准确地计算湿球温度。因此,根据测定的干球温度与相对湿度计算湿球温度是一个需要解决的典型问题,过去的查表法以及一些经验算法存在不够方便或适应范围小、精度不高等问题。为此,基于工程热力学的理论中对于湿球温度的科学定义,构建了通过干球温度和相对湿度计算湿球温度的精确方法,并采用了确保收敛的改进迭代法求解,利用计算机进行简单编程计算可以精确得出湿球温度。该计算方法适应范围宽、精度高,可应用于农业设施空气环境调控中湿球温度的计算。

空调机组热工参数三定律与建立特性曲线的新方法

依据实验结果和理论分析,阐明了空调机组热工参数三定律:空调机组进、出口空气湿球温度存在唯一的相关性规律;对于一台确定的空调机组,在一定的风量下,其湿球温降等于常数;空调机组进、出口空气相对湿度存在唯一的相关性规律。基于热工参数三定律并应用空气处理过程线的聚焦原理,提出只用一个实验点确定空调机组热工性能参数的方法。

基于阈值模型的室外气象参数研究

室外空气干球温度、湿球温度与太阳辐射强度是研究空调设计负荷的三个重要室外气象参数,研究它们同时出现的极端情况对于空调负荷设计具有重要意义.基于二元阈值模型研究室外空气干球温度与太阳辐射强度两参数统计规律,采用MCMC方法估计模型的参数,对该阈值模型进行分析与预测.结果表明,天津市6~9月平均每20天会出现一次极端高温,此时空调处于"失效"状态.

递减法求解湿球温度

目前很多气象站没有观测湿球温度,而直接采用公式却很难求解,一般是通过已制成的"湿球查算表"查取,效率低下且容易出错,不适合进行批量计算。本文通过论证饱和水汽压函数的单调性,提出递减法计算湿球温度法,并论证了固定步长和变步长两种发式的运算效率。

基于文丘里原理的新型空气混合器的研究与设计

为了提高空调性能试验的测量精度,提高干湿球温度的测量精度和空气流量的测量精度。通过文丘里原理研究并且设计一款新型空气混合器。结合试验数据和模拟结果,确定在取样器中仅安装一个c混合器便可满足工程需求。

空气焓差法湿度测量方法的研究

在用空气焓差法测量空气冷却设备冷量的标准中 ,空气湿度常用湿球温度取样的方法测得 .本文依据空调基本理论 ,将该方法与直接测量相对湿度的方法进行了对比研究 ,提出了在现有技术水平下 。

不同气体添加剂对丙烷扩散火焰结构和温度的影响

为探究不同气体添加剂对丙烷燃烧状态的影响,文章采用图像处理技术和热电偶测温法,对CO_(2)、H_(2)、N_(2)不同体积分数下的火焰结构和温度等表征参数进行研究。针对参数提取过程中存在的火焰光晕干扰问题,结合图像中火焰边缘像素灰度值的变化特性,设计一种动态阈值法,实现了火焰和光晕的有效分割。结果表明:在火焰结构方面,H_(2)增加使火焰高度和表面积明显增大,大幅提高了丙烷燃烧的热释放速率,而CO_(2)和N_(2)则使其保持相对稳定;火焰蓝色区域与添加剂体积分数呈正相关关系,其中CO_(2)的影响最为显著,可有效抑制碳烟的生成。在火焰温度方面,CO_(2)的降温作用明显强于其他2种气体,且CO_(2)体积分数越高,温度降幅越大。

火电厂设计中湿球温度的程序求解

湿球温度是火电厂水工优化计算中的一个重要参数,在缺少湿球温度观测数据的情况下,本文介绍了如何通过大气压强、干球温度、相对湿度和平均风速等观测资料,采用牛顿迭代法编程求解湿球温度。

钻孔数对复合式地源热泵系统运行策略及能耗的影响

以湿球温度控制法作为郑州某建筑复合式地源热泵系统控制策略,建立基于TRNSYS的地源热泵系统及其控制系统的模拟平台。在相同钻孔数下模拟不同湿球温度设定值下的系统运行特性,并获取不同钻孔数下维持土壤热平衡的湿球温度设定值。模拟结果表明,钻孔数对湿球温度控制法的湿球温度设定值影响不大,系统的能耗随钻孔数的增加逐渐降低。

采用几何法直接计算湿球温度的研究

由于2004年后气象部门不再观测湿球温度,需要采用其它气象要素来计算,《电力工程气象勘测技术规程》修订版推荐的公式很难求解,一般是通过"湿球查算表"查取,效率低、易出错,不适合大量的数值计算。根据研究,本文推荐采用的计算方法,简单易懂,非常方便的解决了求解的难题。本次研究方法以《一种湿球温度的测量方法》申报专利,获得国家2011年发明型专利(专利号为201010212041)。

湿球温度计算方法及序列连续性研究

湿球温度是许多大型工程设计的重要参数,是影响工程安全、投资成本和运营效益的关键因子。停止观测后,寻求合理的湿球温度计算方法及对其的连续性研究迫在眉睫。文章选取牛顿迭代法和最优逼近法,基于江苏省70台站1991—2001、2004年（及13站长年代——近40年）的观测数据检验两种方法的估算偏差及探讨资料的连续性应用。最优逼近法的计算精度高,离散度低,与湿球温度的观测记录吻合好（90.8%~100%）,显著优于牛顿迭代法（12.7%~20.1%）,且呈现出09—20时符合率较高,日出前后符合率较低的变化特征。近40年的长年代对比分析表明,最优逼近法的计算结果稳定性好,在一定程度上可替代湿球温度的观测值,估算效果在温度高时较好,温度低时相对较弱;并且基于最优逼近法,利用百叶箱柱状干湿表数据估算的时间序列,相对长年代数据的不均一性,对湿球温度数据的连续性研究更为可靠。