大空间温度场预测模型与实验分析

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高大空间气流组织的数值模拟与实验研究

高大空间气流组织的数值模拟与实验研究

高大空间气流组织的数值模拟与实验研究高大空间气流组织分布、预测不同设计方案的空调效果一直是工程设计人员的难题。

随着计算机的高速度化以及计算流体动力学(CFD, Computational Fluid Dynamics)的发展,应用CFD技术模拟预测高大空间气流组织、热舒适以及优化设计方案成为可能。

本文通过采用CFD数值模拟与现场测试相结合的方法对高大空间空调系统的热舒适性与气流组织分布特性进行研究,以期研究结果能对实际空调工程设计具有指导价值。

本研究以北京市某大型公共建筑的高大中庭分层空调为研究对象,根据建筑的实际尺寸及空调设计参数,建立分层空调设计方案下的计算模型,采用PHOENICS软件对分层空调设计方案下的热舒适性和气流组织进行了三维数值模拟研究,并将研究成果应用到实际工程中。

模拟计算运用k -ε两方程紊流模型与SIMPLE算法,近壁区采用壁面函数法考虑墙壁边界条件。

其次,对高大中庭的气流组织评价展开研究,在前人工作的基础上发展和丰富了高大中庭类建筑气流组织的评价方法。

本文针对夏季分层空调设计方案,详细分析了气流组织分布特性,并对不同工况下温度场、速度场的不同影响因素进行了分析。

针对冬季工况探讨了送风角度、送风速度、送风温差、送风间距对室内热环境的影响。

为了进一步验证CFD方法模拟研究的可靠性,对于所研究的高大中庭进行了现场实验测试,并在测试气候条件下进行了数值模拟,以模拟所得结果与实验测试结果作对比,以期能够表明CFD研究方法的正确性和切实可行性。

研究结果表明:1.送风速度的大小对形成稳定的气流隔断面有重要影响,当送风速度在4~4.5m/s时才能够形成稳定的气流隔断面,有效防止非空调区向空调区的热对流。

2.顶部排风对于降低非空调区的温度效果明显,有利于减小非空调区向空调区的传热量,节能效果显著;可是排风量太大会加强空调区与非空调区的热对流,反而会造成能量浪费,对于此类高大中庭,排风比宜控制在30%左右。

温度场分布仿真计算方法

温度场分布仿真计算方法

温度场分布仿真计算方法温度场分布仿真计算方法温度场分布仿真计算方法是一种通过数值模拟和计算机仿真来预测和分析温度分布的方法。

它在工程设计、热力学研究和环境保护等领域中得到广泛应用。

本文将介绍温度场分布仿真计算方法的基本原理和常用技术。

温度场分布仿真计算方法的基本原理是建立一套数学模型来描述温度场的变化规律,并通过计算机程序对模型进行求解和模拟。

根据具体问题的需求和实际情况,可以选择不同的数学模型和计算方法。

常见的数学模型包括传热方程、能量守恒方程和流体动力学方程等。

计算方法主要包括有限差分法、有限元法和边界元法等。

有限差分法是最常用的一种计算方法。

它将温度场划分为若干个网格点,并通过计算相邻网格点之间的温度差来近似描述温度场的变化。

有限差分法的优点是计算简单,适用于各种尺度和几何形状的问题。

但是,它需要较密集的网格划分,以获得较精确的结果。

有限元法是一种更精确的计算方法。

它将温度场划分为若干个有限元素,通过求解每个元素上的温度分布来近似描述整个温度场。

有限元法的优点是可以灵活地处理复杂的几何形状和边界条件。

但是,它需要对模型进行离散化处理,计算量较大。

边界元法是一种特殊的计算方法。

它通过求解温度场的边界值来推导出整个温度场的分布。

边界元法的优点是计算量较小,适用于二维和三维问题。

但是,它对边界条件的要求较高,需要较精确的输入数据。

除了上述常用的计算方法外,还有一些其他的技术和方法可以用于温度场分布仿真计算,如Monte Carlo方法、遗传算法和人工神经网络等。

这些方法可以根据具体问题的需求进行选择和组合,以获得更准确和可靠的结果。

综上所述,温度场分布仿真计算方法是一种重要的工程分析工具。

它通过数值模拟和计算机仿真来预测和分析温度场的分布规律,为工程设计和科学研究提供了有力的支持。

随着计算机技术的不断发展和进步,温度场分布仿真计算方法将更加精确和高效,为解决实际问题提供更好的解决方案。

温度场仿真与分析

温度场仿真与分析

温度场仿真与分析温度场仿真与分析温度场仿真与分析是一种通过数值计算来模拟和预测物体或区域内的温度分布的方法。

它可以帮助我们理解热传导、对流和辐射等热传输机制,并为工程设计和优化提供支持。

下面将逐步介绍温度场仿真与分析的步骤和方法。

第一步是确定仿真目标和需求。

在开始仿真之前,我们需要明确想要分析的物体或区域以及所关注的温度场特性。

例如,我们可能想要了解一个电子设备在不同工作负载下的温度分布,或者研究一座建筑在不同季节和使用条件下的室内温度变化。

第二步是建立几何模型。

根据仿真目标,我们需要将物体或区域的几何形状转化为数学模型。

对于简单的几何形状,我们可以使用基本的几何图形来近似表示;对于复杂的几何形状,我们可能需要使用计算机辅助设计软件来建立几何模型。

第三步是定义边界条件。

边界条件是模拟中的关键参数,它们描述了物体或区域与外部环境的热交换方式。

例如,我们可以指定物体表面的温度、环境中的流体温度或边界上的热流量。

这些边界条件将影响温度场的分布和演化。

第四步是选择适当的数值方法和模拟工具。

温度场仿真可以使用多种数值方法,包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。

我们需要根据模型的复杂程度和仿真目的选择合适的数值方法,并选择相应的仿真工具或软件来进行计算。

第五步是进行仿真计算。

在进行实际的仿真计算之前,我们需要将几何模型和边界条件导入仿真工具中,并进行必要的设置和调整。

然后,我们可以启动仿真计算,该计算将根据所选的数值方法和边界条件来求解温度场的分布。

第六步是分析和解释仿真结果。

一旦仿真计算完成,我们就可以获得物体或区域在不同位置和时间点的温度分布数据。

我们可以使用可视化工具来展示温度场,并进行进一步的分析和解释。

例如,我们可以比较不同边界条件下的温度分布差异,或者评估不同设计方案对温度场的影响。

最后一步是验证和优化仿真结果。

温度场仿真是一个理论模型的近似计算过程,因此我们需要将仿真结果与实际测量数据进行比较,以验证模型的准确性和可靠性。

国家体育场大跨度钢结构温度场分析与合拢温度研究

国家体育场大跨度钢结构温度场分析与合拢温度研究

三、结论
大跨空间结构的温度效应是一个复杂的问题,涉及到多个学科领域的知识。 为了保障大跨空间结构的施工安全和使用寿命,必须对其温度效应进行深入研究, 特别是对合拢温度的选择要进行科学分析和实验验证。通过不断优化和完善相关 理论和方法,可以进一步提高大跨空间结构的稳定性和耐久性,为我国的建筑和 工程事业发展做出贡献。
此外,我们还发现国家体育场的结构响应具有一定的周期性。例如,在每天 的早晚高峰期,由于人群聚集和活动,体育场的结构会产生明显的应力波动。这 种波动在一天中呈现出明显的规律性,为我们提供了深入理解体育场结构动态特 性的重要线索。
为了更好地理解和预测国家体育场在各种环境条件下的性能表现,我们利用 实测数据建立了一个详细的数学模型。该模型可以模拟体育场钢结构的温度和应 力变化,并考虑了各种环境因素和结构响应的影响。
自国家体育场建设以来,其大跨度钢结构设计经历了多次改进。由最初的方 案设计到施工图设计,再到最后的加工制作和现场安装,每一个环节都需要对大 跨度钢结构进行深入研究。
在设计过程中,大跨度钢结构需要考虑的因素非常多。首先,结构的自重和 荷载需要满足规范要求,以确保结构安全。其次,为提高空间利用率和观看效果, 需要采用合理的结构形式和节点设计,以实现跨度的最大化。此外,还需要考虑 施工难度和成本,采用合适的材料和先进的施工技术,以确保工程的经济性和可 实施性。
总之,国家体育场大跨度钢结构设计与研究是一项非常重要的工作。通过对 国家体育场大跨度钢结构设计的探讨,我们可以更好地了解其在实际工程中的应 用和不足之处。在今后类似工程中,可以借鉴国家体育场的设计经验,更好地发 挥大跨度钢结构在现代体育场馆建设中的优势,为推动我国建筑事业的发展做出 贡献。
参考内容三
经过国内外相关研究的调研和分析,可以得出以下结论:国家体育场大跨度 钢结构设计具有可行性和优越性。采用先进的有限元分析和设计软件,可以在一 定程度上模拟结构的行为特性,为设计提供有力支持。针对大跨度钢结构施工过 程中的关键技术问题,如高空组装、焊接工艺、吊装方案等,也需要开展相应的 研究工作,以确保施工质量和安全。

三维温度场

三维温度场

三维温度场三维温度场是指在三维空间中,不同位置的温度分布情况。

温度场是一个重要的物理概念,它在工程、物理学和气象学等领域中有着广泛的应用。

本文将介绍三维温度场的基本概念、特性及其应用。

在自然界中,温度是一个重要的物理量,它描述了物体内部分子的热运动状态。

而温度场则是描述了空间中不同位置的温度变化情况。

三维温度场是指在三维空间中的温度分布情况。

三维温度场的特性决定了物体内部和周围环境之间的热传导过程。

热传导是指热量从高温区域向低温区域传递的过程。

在三维温度场中,热量的传递会受到温度梯度的影响,即温度的变化率。

如果温度梯度较大,热传导速率也会较大。

三维温度场还受到物体的边界条件和材料属性的影响。

边界条件是指在空间中的一些位置上,温度被限制在一定的数值范围内。

而材料属性则决定了物体的热传导特性,如热导率和热容量等。

三维温度场的研究对于许多领域都具有重要意义。

在工程领域中,例如建筑和机械设计中,对于热传导过程的研究可以帮助优化设计,提高能源利用效率。

在物理学中,对于热传导方程的研究可以帮助理解物质内部的热运动规律。

在气象学中,对于大气中的温度分布情况的研究可以帮助预测天气变化。

为了研究三维温度场,科学家和工程师们使用了各种数值模拟和实验方法。

数值模拟是一种常用的方法,它基于数学模型和计算方法来模拟三维温度场的分布情况。

在数值模拟中,研究人员需要将空间划分为离散的网格点,并根据边界条件和材料属性来计算每个网格点的温度。

通过迭代计算,可以得到整个空间中的温度分布情况。

实验方法是另一种研究三维温度场的常用手段。

科学家和工程师们可以通过传感器来测量不同位置的温度,并将这些数据用于分析。

实验方法可以提供更精确的温度分布数据,但通常需要更大的成本和时间投入。

三维温度场的研究对于解决许多实际问题具有重要意义。

例如,在火灾安全领域,了解建筑物中的温度分布情况可以帮助设计有效的防火措施。

在电子设备设计中,了解电路板中的温度分布情况可以帮助优化散热设计,提高设备的可靠性。

大空间建筑室内热环境的测试及分析

大空间建筑室内热环境的测试及分析

ar c nd to i y t m s na y e o i d o he i fu nc a t s a u t r o i z pe a i— o ii n ng s s e i a l z d t fn ut t n l e e f c or nd f r he ptmie o r — to i n.The r s ts ws t tt c i iis o he s a fa o a g q i m e ta e t i e — e ul ho ha hea tv te ft t f nd s me l r e e u p n r he ma n r a
V 15 . o . ONO 1
工 程 与试 验 E GI E I N NE R NG & T S . ET
Ma.2 1 r 00
大 空 间 建 筑 室 内 热 环 境 的 测 试 及 分 析
叶见 旺 曹红 奋 张 青 王 昕。 , , ,
(. 1 上海 海事 大学 , 海 2 0 3 ;2 上 海应 用物理研 究所 , 上 0 15 . 上海 2 1 0 ; . 海理 工大 学, 08 0 3 上 上海 2 0 9 ) 0 0 3
热 量 较 大 的 设 备是ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ影 响温 度 分 布 的 最 主 要 原 因 。
关 键 词 : 验 大 厅 ; 调 系 统 ; 环 境 ; 度分 布 实 空 热 温 中图 分 类 号 : 5 1 2 O 5 . 文 献 标 识码 : B d i1 . 9 9 ji n 1 7 — 4 7 2 1 . 1 0 1 o :0 3 6 /.s . 6 4 3 0 . 0 0 0 . 1 s
s n o a f c he t m p r t r s rb i n. o st fett e e a u e dit i uto Ke wo d : x rm e a h l; a rc n to n y t m ; t e m a n ion e ; t m pe a ur s r— y r s e pe i nt l a l i— o dii ni g s s e h r le v r m nt e r t e dit i b in uto

基于数值模拟技术的建筑空间温度信息模拟与验证分析

基于数值模拟技术的建筑空间温度信息模拟与验证分析
调送 风方式为上送下回 , 送风温度为 1 ℃ , 8 室外环境 温度 为 3 ℃。 6 22假设条件与参数设定 . 本文采用室 内零方程紊流模 型来模拟分析室内各流场特征 。 为了 简化问题 , 作如下的假设 。
QnynC e iga hn教授在 19 9 8年运用 C D技术对建 F
空气 品质 等 问题 进行 模 拟分 析 和研 究 ;9 0年 和 19 19 9 1年 , n s和 Je o Wa 1报道 了很多利用 C D技术对建筑前庭 、机场和机场的候机厅 、 t" e8 F
围护结构很 少采用保温 和隔热措施 ,建筑 门窗 的气 密 性也很少考虑 ,从 而造成采 暖地 区的供 暖系统 的效 率 普遍 不高 , 同等气候条件的发达 国家相 比, 暖系统 与 供 的能耗是各欧美 国家的 3 6倍。 -
洁净室以及建筑内的办公室进行的实例分析, 周允基在文献【 1 1 中详细 0
地论述 了采用 C D模 拟技 术来 分析室 内空气 流动 , 这基础上 , 提 F 在 他 出 C D模 型中要关注的三个元素 :①用于分析室内湍流的计算模型 ; F ②离散化守恒方程求解过程 中有限容积法 的运用 ;③速度压力耦合方 程 的求解算法的设计 。
2 建筑 空 间温 度 场 模 拟
以建筑空 间为研究 对象 的计 算机数值模拟 , 在空 调系统和工程设计领域 、 在汽车制造和航空工业领域 , 数值模拟已成 为主要设计技术。其中 , 室内热环境 的计 算模拟技术 , 特别是 计算 流体力学技术 , 是现在 国际上
重 要 的 研 究 领 域之 一 。

筑物 的能耗进行分析 ,随后又对室 内空气流动和室 内
收稿 日期 :0 2 0 — 1 2 1 — 2 1 作者简介 : 徐基慧(9 2 ) 男, 18 一 , 安徽潜 山人, 助理工程 师, 毕业 于安徽建筑工业学院,现在安徽省建设工程质量第二监督检 测站能效测评中心从事能效测评 工作 。

焊接过程的温度场与热裂纹预测研究

焊接过程的温度场与热裂纹预测研究

焊接过程的温度场与热裂纹预测研究随着工业化进程的加快,焊接作为一种重要的加工技术被越来越广泛地应用。

然而,焊接过程中产生的热影响区域(HAZ)和热裂纹的形成一直是焊接工艺中的难题之一。

为了预测和防止热裂纹的产生,研究焊接过程的温度场和热应力分布具有重要的意义。

一、焊接过程的温度场分析焊接过程中,热源对工件的加热作用主要由传热方式、传热速率和热源温度等因素决定。

根据热传输的机理,可以得到焊接过程的传热方程和热传导方程。

通过数值模拟方法和实验验证,可以得到焊接过程中的温度场分布规律。

在焊接过程中,由于热源不断加热焊缝和母材,在焊接区域形成高温区,而在热影响区域(HAZ)中则形成了一系列温度梯度较大的区域。

这些高温区和温度梯度变化大的区域将对焊接过程中的组织和性能产生影响。

因此,正确预测焊接过程中的温度场分布,可以有效地控制焊接质量,减少缺陷的产生。

二、热裂纹的形成机理热裂纹的形成是由于热应力的作用,使得焊接件中的材料发生裂纹。

在焊接过程中,热源引起局部加热,但焊缝和母材的热膨胀系数不同,因此在接点会产生内应力。

若焊接温度高,热影响区域生成的组织组织相差大,常常是由于热应力的大小超过局部材料强度引起的。

基于这一原理,常用的防止热裂纹的方法是选择合适的焊接参数和工艺,减少热作用对材料的影响。

三、热裂纹预测方法为了预测热裂纹的产生,需要对焊接工艺中的参数、焊缝和母材材料属性等因素进行分析。

现有的预测方法主要包括实验方法、数值模拟方法和经验规则方法。

实验方法主要是通过焊接试样的制备和试验分析,得到焊接过程中的温度场和热应力等参数,以此预测热裂纹的发生。

这种方法的优点是准确度高,但缺点是成本高、周期长且难以实现真实的焊接过程。

数值模拟方法是用计算机程序模拟焊接过程中各个参数的变化情况,以此预测热裂纹的发生。

这种方法的优点是可以模拟复杂的焊接过程,减少实验成本,但缺点是需要大量的材料参数和物理模型,同时计算量也比较大。

温度场数值模拟与分析

温度场数值模拟与分析

温度场数值模拟与分析一、引言温度场是工业制造、自然环境等领域中经常涉及到的现象,通过数值模拟和分析可以深入了解温度场的变化规律,并为后续的研究工作提供有效的参考。

本文将介绍温度场的数值模拟方法和分析技术,并结合实际案例进行分析和讨论。

二、数值模拟方法1.有限元方法有限元方法是数值模拟的一种常用方法,其核心思想是将复杂的物理问题抽象为有限个单元,通过单元之间的相对运动以及单元内部的运动来计算物理量的变化。

在温度场的数值模拟中,有限元方法可以通过建立合适的有限元模型、选择适当的数值方法和求解器来计算温度场的分布和变化规律。

2.计算流体力学方法计算流体力学方法是将物理问题建模为一系列守恒方程和运动方程的数学问题,通过求解这些方程来计算物理量的分布和变化。

在温度场的数值模拟中,计算流体力学方法可以通过建立流体系统的数值模型、指定流体系统的初始和边界条件以及选择适当的求解算法来计算温度场。

3.反向传播神经网络方法反向传播神经网络方法是在深度学习技术的支持下,将物理问题转化为神经网络的训练问题,通过优化网络的结构和参数,实现对物理问题的数值模拟。

在温度场的数值模拟中,反向传播神经网络方法可以通过建立网络模型、选择适当的损失函数和优化算法,来计算温度场的分布和变化规律。

三、分析技术1.可视化分析可视化分析是通过图表、图像和动画等可视化方式来展示温度场的分布和变化规律,通过可视化分析可以直观地了解温度场的变化情况,并且可以更好地理解温度场的复杂性。

2.数据挖掘分析数据挖掘分析是通过分析温度场数据中的模式和关联规则,来发现与温度场相关的重要信息和规律。

通过数据挖掘分析可以发现温度场的非线性规律、异常状态和趋势等信息,为后续的研究工作提供有效的参考。

3.时间序列分析时间序列分析是通过分析温度场数据的时间波动和趋势变化,来了解温度场的周期性和逐渐变化趋势。

通过时间序列分析可以发现温度场中的周期性波动规律和变化趋势,为后续的预测和控制工作提供有效的参考。

大气温度场的数值模拟与预测

大气温度场的数值模拟与预测

大气温度场的数值模拟与预测大气温度是天气系统中最基本的要素之一,在气象学中具有重要意义。

了解大气温度的分布和变化对于我们预测天气、研究气候变化以及保护环境都至关重要。

然而,由于大气温度受到许多因素的影响,其变化异常复杂,所以需要采用数值模拟方法来帮助我们进行预测。

数值模拟是通过将大气界面划分为一系列离散网格点,并基于数学方程对每个网格点上的物理参数进行数值求解的方法。

对于大气温度场的数值模拟,我们需要收集大量的观测数据,并将其应用于大气模式中来模拟大气系统的行为。

通过数值模拟,我们可以预测未来一段时间内的温度变化,并提供给人们有关天气的重要信息。

在大气温度场的数值模拟过程中,我们需要考虑许多因素。

首先,大气中的辐射传输对于温度的变化具有重要影响。

太阳辐射会加热地球表面,而地球表面又会发出长波辐射,掌握这些传输过程对于准确模拟温度变化非常关键。

其次,大气中的湿度也会影响温度的分布。

水蒸气是大气中的一种重要成分,它对太阳辐射的吸收和地球表面的辐射也起到重要作用。

因此,将湿度纳入数值模拟中是必不可少的。

数值模拟大气温度场还需要考虑地形和地理特征的影响。

由于地形高度的差异,气流受到地形阻挡而形成气候系统。

此外,海洋和陆地的差异也影响着温度的分布。

在数值模拟中,我们需要建立地理地形模型,并将其纳入计算中,以准确模拟大气温度的变化。

虽然数值模拟在预测大气温度方面取得了较好的效果,但仍然存在一些挑战和限制。

首先,气象系统是一个高度非线性的系统,存在许多不确定性和复杂的相互作用。

这使得数值模拟中的误差无法完全消除。

其次,我们还需要大量的观测数据来校正模型,但由于观测条件的限制,往往无法收集到足够的数据。

因此,模型的准确性仍然有待提高。

然而,随着计算机技术的不断发展,数值模拟大气温度场的方法也在逐渐改进。

高性能计算机的应用使得我们能够处理更复杂的气象模型和更高分辨率的数据,提高了数值模拟的准确性和可信度。

同时,数据同化技术的发展也为数值模拟提供了更多的观测数据,并允许我们对模型进行动态校正,提高了预测的准确性。

上海DL大厦大厅舒适度模拟分析

上海DL大厦大厅舒适度模拟分析

上海DL 大厦大厅舒适度模拟分析西门子(中国)有限公司 黄 翔*摘 要 结合实际工程测试数据,采用CFD 气流组织模拟技术对上海DL 大厦大厅温度、气流组织进行模拟计算,并建立超高层高大厅的气流模拟模型,并根据计算结果,提出合理的设计方案。

为类似大厅空调末端系统设计提供一定的参考。

关键词 气流组织;CFD ;舒适性Simulation Analysis of Comfort Level of Shanghai DL Building HallHuang XiangAbstract In this paper, the temperature and air distribution of the lobby of Shanghai DL Building are simulated by using CFD simulation technology, and the air flow simulation model of the super high-rise high hall is established, and a reasonable design scheme is proposed according to the calculation results. It provides some reference for the design of similar hall air conditioning terminal system. Keywords Airflow distribution; CFD; Comfort0 引言在暖通系统设计中,层高较高的大厅由于其空间范围较大,同时层高较高,其设计的合理性就直接关系到大厅内的温度分布和气流组织的布局,最终影响到大厅内人员的舒适性。

同时由于夏季冷空气下降,冬季热空气上升,对人体活动区域(1.8m 以下)的气流分布以及温度变化都有影响,是设计师需要面对的主要问题。

智能城市的温度场预测技术研究

智能城市的温度场预测技术研究

智能城市的温度场预测技术研究随着城市化的不断发展,城市中的建筑和交通越来越多,那么城市中的气温情况也逐渐变得复杂多样。

而为了对城市中的气温情况有更好的把握,掌握气温时空变化规律,智能城市的温度场预测技术也越来越受到关注。

温度场预测技术是基于地理信息系统、气象学、数据挖掘等技术的综合应用,旨在预测城市中不同地域、不同时段的气温情况,并为相关应用提供支持。

智能城市的温度场预测技术,是以城市基础设施、环境因素、人口活动、气象因素等多维度数据作为分析对象,精准预测城市中各个区域的气温情况,从而为城市管理、市民出行等提供实用依据。

智能城市的温度场预测技术主要有以下几种形式和方法:一、基于监测技术的大众气象网通过气象站点、气象卫星、传感器等温度数据采集设备,进行实时监测收集温度数据,并通过数据挖掘、数学预测等方法,将得到的数据分析处理,进行大众气象网的建设,从而为广大市民提供温度预报服务。

例如,德国的国家气象局就利用大众气象网技术,对德国不同地域不同时间段的气温数据进行实时监测和预测,预测精度较高,受到了广大市民的认可。

二、基于统计学方法的预测模型利用统计学方法,从历史气温数据中挖掘相应规律,并对未来气温进行预测的方法,可以预测城市特定区域的气温情况。

预测模型还可以通过分析不同建筑物的造型、朝向、真实用途等因素,对不同建筑物周围的微气象情况进行分析研究,以期提高气温预测的精度和准确性。

三、基于人工智能算法的模型人工智能算法是一种新兴的数据科学方法,具有较强的自适应性和智能性,因此可以有效地对城市温度场进行预测。

人工智能算法,如神经网络模型、支持向量机模型等,可以根据历史气温数据,进行数据训练和建模,以提高模型预测精度和准确性。

虽然各种智能城市温度预测技术各有特点,但是它们都具有以下的优点:一、高精度预测智能城市温度场预测技术集成了各种现代化技术,可以全面、精确地预测城市不同区域、不同时段的气温情况,预测精讲度可达到较高水平。

温度场资料

温度场资料

温度场
温度场是描述空间中温度分布的一种物理概念。

在自然界中,物体的温度通常是不均匀的,不同位置的温度有所差异。

温度场这一概念可以帮助我们研究和理解这种分布规律。

温度场的基本概念
温度场可以用数学模型来描述。

在一个三维空间中,我们可以将温度场表示为一个函数T(x, y, z),其中x、y、z表示空间中的坐标。

这个函数告诉我们在每个空间点的温度是多少。

温度场的形成
温度场的形成受到多种因素的影响。

首先是热量的传导。

热量会自高温区传导至低温区,导致温度场的形成。

同时,热辐射和对流也会对温度场产生影响。

各种因素综合作用,形成了复杂的温度场。

应用与意义
温度场的研究在很多领域有着广泛的应用。

在工程领域中,了解物体表面的温度分布可以帮助设计更合理的散热系统;在气象学中,温度场的研究可以帮助预测天气变化;在地质学中,温度场可以用来推断地球内部的结构等等。

温度场的数学模型
为了更准确地描述温度场,我们可以利用热传导方程等数学模型来进行计算。

这些模型可以考虑不同的热源、导热系数等因素,从而更好地反映真实情况。

结语
温度场是一个复杂而又有趣的物理概念。

通过深入研究温度场,我们可以更好地理解物体之间的热力交换过程,为各种领域的应用提供理论支持。

希望大家对温度场有了更深入的了解,从而能够在实际工作中更好地应用和发展这一概念。

采空区稳态流场及温度场的数学模型

采空区稳态流场及温度场的数学模型

采空区稳态流场及温度场的数学模型采空区稳态流场及温度场的数学模型是指在采空区内的流场中求解稳态流场和温度场的数学模型。

稳态流场及温度场的模拟是建立矿山安全防护工作的一个重要基础,在这里我们将深入探讨采空区稳态流场及温度场的数学模型。

首先,对采空区稳态流场和温度场的数学模型进行讨论。

采空区稳态流场及温度场的数学模型是由质量守恒方程和能量守恒方程构成的。

稳态流场模型通过考虑涡流阻力、压力阻力、喷流损失、湍流损失等因素,从几何形式上,用解析法或数值法求解流场的流动情况。

另外,稳态温度场模型主要是通过考虑对流换热、辐射换热、潜热换热等方式,从物理形式上,用解析法或数值法求解温度场的温度分布情况。

接着,我们来看看采空区内稳态流场及温度场模型的应用。

采空区稳态流场及温度场模型应用于分析采空区内空气对灰尘的传输,对污染物的传输,维护采空区内空气质量的稳定,预测和模拟火灾的发生及发展,以及其他研究。

此外,采空区内稳态流场及温度场模型也可以应用于节能优化,空调系统的设计,采空区内气象条件的监测等。

最后,我们来看看采空区稳态流场及温度场模型的研究前景。

随着采空区稳态流场及温度场的数学模型在实际应用中的日益深入,为研究工作带来的挑战也在增加。

为了满足采空区安全监督和节能优化的要求,研究者们正不断尝试更丰富的模型,并为模型的参数匹配、计算的性能及实际应用上的适应性等领域提出新的模型。

此外,研究人员还运用采空区稳态流场及温度场模型,在研究过程中将其与新兴技术如无人机、虚拟现实等相结合,探索更深层次的应用场景和可能性。

以上就是关于采空区稳态流场及温度场的数学模型的介绍,希望能够对大家有所帮助。

由于采空区从地质学,物理学,化学,机械,数学等方面都复杂且深刻,所以研究采空区稳态流场及温度场的数学模型要更加深入,以达到更好的研究成果。

沥青路面高温温度场预估的LSTM神经网络模型

沥青路面高温温度场预估的LSTM神经网络模型

沥青路面高温温度场预估的LSTM神经网络模型为了有效地预估沥青路面的高温温度场,本研究提出了一种基于LSTM(Long Short-Term Memory)神经网络模型的预测方法。

该方法利用历史数据和气象因素作为输入,通过训练预测模型来估计未来的高温温度场。

下文将介绍该方法的原理、实现以及实验结果。

1. 方法原理LSTM神经网络是一种递归型神经网络,专门用于处理和预测时间序列数据。

由于沥青路面的温度场具有一定的时间关联性,利用LSTM模型可以更好地捕捉温度场的演化规律。

2. 数据准备为了训练和测试LSTM模型,我们需要收集足够的历史数据和相关的气象因素。

历史数据包括沥青路面的温度场测量值,而气象因素则包括气温、湿度、风速等。

这些数据需要进行预处理和标准化,以便与LSTM模型的输入要求相匹配。

3. LSTM模型的构建LSTM模型包含输入层、隐藏层和输出层。

输入层接收历史数据和气象因素,隐藏层采用LSTM单元来处理时序数据,输出层则生成对应的高温温度场的预测结果。

通过优化算法(如反向传播算法)对模型进行训练,以使预测结果尽可能地接近真实值。

4. 实验设计为了评估提出的LSTM模型的预测性能,我们从实际的路面温度场中随机选取一部分数据作为训练集,剩余数据作为测试集。

然后,利用训练集对LSTM模型进行训练,并利用测试集进行模型的验证和评估。

5. 实验结果将训练过的LSTM模型应用于测试集中的数据,并与实际观测值进行对比,我们可以得到模型的预测误差。

通过计算平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)等指标,可以评估模型的准确性和稳定性。

实验结果表明,提出的LSTM模型在预测沥青路面高温温度场方面具有较好的性能表现。

结论:通过本研究中提出的基于LSTM神经网络模型的方法,可以准确预估沥青路面的高温温度场。

该方法充分利用历史数据和气象因素,能够捕捉温度场的时序关联性,从而提供更精确的预测结果。

未来的研究可以进一步优化模型的参数设置和训练策略,以提高预测性能,并将该方法应用于实际的工程项目中,为路面温度的调控和管理提供参考依据。

大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析

大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析

大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析摘要:在我国快速发展的过程中,我国的国民经济得到了快速的发展,分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。

根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。

结果表明,分层空调和置换通风是大空间建筑中较好的气流组织方式。

关键词:大空间建筑;气流组织;速度场;温度场;数值模拟引言常规空调系统气流组织的设计是以送风射流为基础,通过反复迭代对温度和速度进行校核,最后找到合理的送回风方案和参数。

空调房间的送风射流大多属于多股非等温受限湍流射流,而一般的设计方法是在单股等温湍流送风射流规律的基础上,引入射流受限、射流重合和非等温射流修正系数,这种方法忽略了很多其他因素,如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等,因此必然有一定的误差,在某些情况下甚至有很大的误差。

若简单地将这种方法用于高大空间空调系统的气流组织设计,是不合适的。

对于高大空间空调系统的气流组织设计,目前尚无成熟的理论和实验结论,主要研究手段是将气流数值分析和模型相结合。

由于气流数值分析涉及室内各种可能的内扰、边界条件和初始条件,因此能全面地反映室内的气流分布情况,从而便于确定最优的气流组织方案。

1大空间气流组织的研究意义对于现代的工艺空调车间,不但要满足工艺方面的要求,而且还要营造良好的室内人工环境。

在生产过程中必须保证生产工艺所要求的温度、风速、湿度,为生产提供条件,同时也要求提供合适的新风量,保证一定的洁净度和噪声标准,为工作人员提供良好的工作环境。

在各类工艺空调建筑内,空气调节是实现这些人工环境的最佳手段。

在大空间空调中,经过处理的空气由送风口进入,与室内空气进行热湿交换,经过回风口排出。

空气的进入与排出,必然引起室内空气的流动,而不同的空气流动状况有不同的空调效果,合理组织室内空气的流动,使室内空气的温度、湿度、流动速度等能更好地满足工艺要求,符合人们的舒适感觉。

温度场模拟在热处理中的应用研究

温度场模拟在热处理中的应用研究

温度场模拟在热处理中的应用研究热处理是一种常见的金属材料加工方法,通过控制材料的温度和时间来改变其性能和微观结构。

温度场模拟是研究热处理过程中温度变化规律的一种有效方法。

本文将探讨温度场模拟在热处理中的应用和研究。

1. 温度场模拟的原理与方法温度场模拟是基于传热学理论和数值模拟方法的研究手段。

传热学理论通过热传导方程描述了热量在材料中传递的规律,而数值模拟方法则是利用计算机对热传导方程进行求解。

一般来说,温度场模拟可以分为两个步骤:建立数学模型和求解数学模型。

建立数学模型包括确定材料的热物性参数和边界条件。

热物性参数包括材料的热导率、比热容和密度等,而边界条件则是指材料与周围环境之间的热交换情况。

确定了数学模型后,就可以通过数值方法求解热传导方程,得到材料温度分布随时间的变化规律。

2. 温度场模拟在热处理中的应用(1)热处理工艺优化温度是热处理工艺中的一个重要参数,对于材料的组织和性能有着重要的影响。

通过温度场模拟,可以分析和预测不同温度下材料的相变行为和组织演变规律。

基于这些分析和预测结果,可以优化热处理工艺参数,使得材料达到理想的性能。

例如,对于均匀化处理,通过温度场模拟可以确定加热温度和保温时间的最佳组合,以实现材料晶粒的均匀细化。

对于淬火处理,通过温度场模拟可以确定冷却介质的温度和速度,以控制材料的相变行为和硬化深度。

通过温度场模拟,可以为热处理工艺的优化提供科学依据。

(2)残余应力预测热处理过程中,材料内部会因温度变化而产生应力。

温度场模拟可以模拟和预测材料内部的温度分布和应力分布。

基于模拟结果,可以分析应力的来源和分布规律,并预测材料的残余应力状态。

残余应力是热处理过程中一个重要的问题。

过高的残余应力可能导致材料的开裂和变形等问题,而过低的残余应力可能导致材料在使用过程中的失效。

通过温度场模拟,可以对热处理过程中的应力进行准确预测,为材料性能和寿命的评估提供依据。

(3)热机械仿真温度场模拟不仅可以模拟材料内部的温度变化,还可以模拟材料与外界的热交换。

大体积混凝土浇筑温度场的仿真分析

大体积混凝土浇筑温度场的仿真分析

大体积混凝土浇筑温度场的仿真分析在现代建筑工程中,大体积混凝土的应用越来越广泛。

然而,由于其体积较大,在浇筑过程中水泥水化热的释放会导致混凝土内部温度显著升高,与表面形成较大的温差。

这种温差可能会引起混凝土的开裂,从而影响结构的安全性和耐久性。

因此,对大体积混凝土浇筑温度场进行仿真分析具有重要的意义。

大体积混凝土的特点是结构厚实、混凝土量大、工程条件复杂。

在施工过程中,水泥水化反应产生的热量在混凝土内部积聚,难以迅速散发,导致内部温度升高。

而混凝土表面与外界环境接触,散热较快,从而形成了温度梯度。

这种温度梯度会在混凝土内部产生温度应力,如果超过混凝土的抗拉强度,就会引发裂缝。

为了准确模拟大体积混凝土浇筑过程中的温度场变化,需要考虑众多因素。

首先是混凝土的热物理性能参数,如导热系数、比热容和密度等,这些参数会直接影响热量的传递和分布。

其次是浇筑工艺,包括浇筑速度、分层厚度和浇筑间歇时间等,它们会影响混凝土内部热量的产生和散发。

此外,环境条件如气温、风速和养护方式等也对温度场有着重要的影响。

在进行仿真分析时,通常会采用有限元法或有限差分法等数值计算方法。

以有限元法为例,首先需要将大体积混凝土结构离散为有限个单元,并建立相应的热传导方程。

然后,根据实际的施工条件和边界条件,确定初始温度和热交换条件等参数。

通过数值求解这些方程,可以得到混凝土在不同时刻和位置的温度分布。

假设我们有一个大型基础底板的大体积混凝土浇筑工程。

混凝土的配合比为水泥:砂:石子:水= 1 : 17 : 30 : 05,水泥用量为 350 kg/m³。

浇筑时的环境温度为 20°C,风速为 2 m/s。

采用分层浇筑的方式,每层厚度为 05 m,浇筑间歇时间为 2 小时。

通过仿真分析,可以得到在浇筑后的不同时间,混凝土内部的温度分布情况。

在浇筑初期,由于水泥水化热的集中释放,混凝土内部温度迅速上升。

在中心部位,温度可能会达到 70°C 甚至更高。

温度场仿真技术应用总结

温度场仿真技术应用总结

温度场仿真技术应用总结温度场仿真技术应用总结温度场仿真技术是一种利用计算机模拟和预测物体内部和周围温度分布的技术。

它是热力学领域的一个重要工具,广泛应用于工程设计、产品优化和环境分析等领域。

下面将逐步介绍温度场仿真技术的应用过程。

第一步是建立几何模型。

在进行温度场仿真之前,需要先建立待分析物体的几何模型。

这可以通过计算机辅助设计(CAD)软件实现,或者通过扫描物体的三维模型进行导入。

几何模型应包含待分析物体的所有细节和边界条件。

第二步是设置边界条件。

边界条件是指在仿真过程中需要考虑的物体表面的温度或热通量。

根据实际问题的要求,可以设置不同的边界条件,如恒定温度、边界热通量或者边界换热系数。

这些边界条件将对温度场的分布产生重要影响。

第三步是选择适当的数值方法。

温度场仿真通常使用数值方法来近似物体内部的温度分布。

常见的数值方法包括有限元法、有限差分法和有限体积法等。

选择适当的数值方法要考虑到模型的复杂度、计算成本和精度要求等因素。

第四步是进行网格划分。

在进行数值计算之前,需要将物体划分为离散的网格。

网格划分的密度和形状对结果的精度和计算效率有重要影响。

通常情况下,复杂的几何模型需要更细的网格划分,以获取更准确的温度分布。

第五步是进行数值计算。

在完成网格划分后,可以利用数值方法对温度场进行计算。

通过求解热传导方程或者其他相关方程,可以得到物体内部各个节点的温度分布。

计算过程中需要考虑网格的传热特性、边界条件以及其他可能的影响因素。

第六步是分析结果并优化设计。

在得到温度场的仿真结果后,可以进行结果分析和优化设计。

通过对温度分布进行可视化和统计分析,可以了解物体内部和周围的热传输情况,发现潜在的热点或者温度不均匀现象。

根据分析结果,可以对物体的结构、材料或者边界条件等进行优化设计,以提高温度分布的均匀性和稳定性。

综上所述,温度场仿真技术在工程设计和产品优化中具有广泛的应用前景。

通过建立几何模型、设置边界条件、选择数值方法、进行网格划分和数值计算,可以预测和分析物体内部和周围的温度分布。

高大空间建筑气流组织的CFD模型实验与现场测试实验研究

高大空间建筑气流组织的CFD模型实验与现场测试实验研究

高大空间建筑气流组织的CFD模型实验与现场测试实验研究论文作者:由世俊王海霞董玉平摘要:高大空间建筑空调系统初投资昂贵,运行能耗巨大,因此在设计时有必要对设计方案、气流组织、热舒适性等加以模拟预测。

本文以天津国际展览中心扩建工程B展厅为研究对象,对无回风管道的上送上回夏季空调系统现状的气流组织进行现场测试,并以实测数据作为边界条件,利用Fluent公司推出的专业软件Airpak2.1对其现有的空调系统气流组织、温度场和速度场以及热舒适性与气流组织进行了模拟研究。

通过对两者分析比较,验证了CFD模型实验的准确性、切实可行性,指出利用现有的CFD软件模拟对高大空间建筑空调系统节能与优化设计具有重要的指导意义。

关键词:高大空间气流组织热舒适CFD模拟0.前言随着社会进步和人民生活水平的提高,对功能合理、质量上乘、环境舒适的公共活动空间的需求日益增加,此类空间多属于高大空间建筑。

高大空间建筑的空调系统无论在初投资还是运行费用上都比较大,因此在方案的选择上要慎重,有必要在设计前对系统方案进行模拟分析,实现设计方案的优化和空调系统的节能。

本文以天津国际展览中心新馆B展厅为研究对象,利用Fluent公司推出的Airpak2.1专业软件对其空调系统设计方案的气流组织和热舒适性进行了模拟研究,与现场测试结果进行分析比较,验证了用CFD模型实验的正确性和切实可行性,所得结论为高大空间建筑空调系统优化设计、预测气流组织和热舒适提供了可靠的理论依据和指导方法。

1.研究对象概况本文以天津国际展览中心扩建工程B展厅为研究对象,该展厅空调面积为5346m2,净长99米,宽54米,高18米(机房侧10高,有9米宽二层走廊)。

采用全空气送风的空调系统;该展厅空调区独立,空调系统独立,防火分区独立。

夏季负荷1290kW;新风量51000m3/h,排风量51000m3/h。

夏季室内设计温度26℃,相对湿度65%。

目前展厅空调送风现状为上送上回全空间空调:送风量255000m3/h,回风量204000m3/h,3台空调机组,每台额定风量85000m3/h;设66个Φ630mm旋流送风口,每个作用面积9m×9 m=81m2,风口距地面13米。

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( 5 2 Q+ 5 9 8 ) ×1 0 0 / A
( 2 )
目前 , 关 于大 空 间建 筑 火 灾 事 故 不 断发 生 , 造 成 了重 大 的 人员 伤 亡 和 财产 损 失 。我 国大 空 间建 筑 主 要 集 中 在 体育场馆 、 展览馆 、 电影 院 、 中庭 等 火 灾 荷 载 比较 大 的 场 所, 并 且 多 数建 筑 采 用 钢 结 构 模 型 , 一旦发 生火灾 , 坍 塌
预 测模 型 的 预 测 结 果 进 行 对 比 , 结果表 明: 三 个 模 型 都 能 较 好
地 预 测 出火 源 正 上 方 4 . 0 m 处 温度 变化 的 趋 势 ; 只 有 张 国 维公
式 给 出 了火 灾全 过 程 预 测 ; 薛素 铎 公 式 能 够很 好 地 展 现 增 长 阶 段 到稳定阶段的过渡过程 ; 对 7 . 5 m 处 的预 测结 果偏差较 大 ;; 为
距 离 衰 减 系 数 。 其 中 有 决 定 性 作 用 的 “ 可 以 由 公 式
( 2 ) 得 出。
“一 ( 2 0 Q+ 8 0 ) 一( 0 . 4 Q+ 3 ) H +
文章编号 : 1 0 0 9 —0 0 2 9 ( 2 0 1 6 ) 1 O 一1 3 7 2 —0 4
危险性很大 , 可 能 会 造成 严 重 的后 果 。 目前 国 内外 针 对 大 空 间 温 度 场 的 预 测 研 究 较 少 , 主
式中: Q 为火 源 功率 , Mw ; H 为 大 空 间建 筑 高 度 , m; A 为 建筑 面积 , m 。
另外 , 火 源 增 长 系数 J 9 对达 到峰值温 度的影 响 f ( J 3 )
三个 : 李 国强 、 杜咏 大空 间建筑火 灾 的空气升 温模型 , 薛 素铎 、 梁 劲 的大 空 间 升 温 模 型 , 张国维 、 朱 国 庆 的 大 空 间
最后 , 温度 衰减 系数 可 由公 式 ( 4 ) 得 出。

+( 一 ) e “ 一 , 若z ≤r , 贝 0 z一
3 . 中国矿 业 大 学 消防工程 研 究所 , 江苏 徐州 2 2 1 1 1 6 )
摘 要: 介 绍 国 内三 个 大空 间温 度 场 预 测 模 型 。 通 过 在 某
下, 建 立 了大 空 间 建 筑 火 灾 烟 气 升 温 非 定 场 简 化 模 型 , 提
高 大钢 结 构 厂 房 内进 行 大 空 间 小 功 率 油 池 火 实 验 , 得 到 火焰 正
大 空 问温 度 场 预 测 模 型 与 实 验 分 析
于志超 。 ,朱 国庆 。 ,田承 飞 ( 1 . 中国矿 业 大 学 安 全工程 学 院 , 江苏 徐 州 2 2 1 1 1 6 ; 2 . 中国矿 业 大 学 煤矿 瓦斯 与 火 灾防 治教 育部 重点 实验 室 , 江苏 徐 州 2 2 1 1 1 6 ;
和优 缺 点 , 研 究 模 型 的适 用 场 景 。
1 大 空 间 温 度场 预 测模 型
1 . 2 薛素铎 、 梁 劲模 型 北京工业大学薛 素铎 、 梁 劲 同样 基 于 大 量 的 数 值 模 拟, 考 虑 烟 气 排 放 等 因 素 对 温 度 场 的影 响 提 出 大 空 间 升
温模型 , 见式< 5 ) 。
n na x
大 空 间 建 筑发 生 火 灾 后 , 火灾和烟气蔓 延迅速 , 不 断 卷吸空气的烟羽流在 浮力 的作用下 持续上 升直 至顶棚 , 然后形成射流 , 热 烟 气 向 周 围 扩 散 并 下 沉 直 至 充 满 整 个
上方 4 . 0 r n和 7 . 5 m 处 的 温 度 变 化 情 况 。 将 实验 结 果 与 三 个
出预 测 任 一 时 刻 建 筑 内任 一 位 置 火 灾 烟 气 升 温 过 程 的 模
型, 给 出 了近 似 表 达 式 , 见式 ( 1 ) 。
T( x, z , ) 一T o + “×f( 1 f ) × ( 1 )
式 中: T( x, , 为大 空间任 一时 刻任一位 置 温度值 , ℃;
为 环境 温 度 , 。 C;
为火 源正 上方 高度 z 处 最 大 温
三个公式都对最大温度值有较强的依赖性 。
关键词 : 高 大 空 间 ;火 源 ; 温度场 ; 预 测模 型 中图分类号 : X 9 1 3 . 4 . T K1 2 1 ,T U2 7 文 献 标 志码 : A
要 是 由于 进 行 大 空 间 实 验 的难 度 大 、 费 用高 、 人 力 物 力 需 求大 、 实 验 场 所 建 立 难 等 原 因 。针 对 大 空 间 建 筑 的 火 灾 研 究 主 要 用 区域 模 型 和 场 模 型 的 数 值 模 拟 , 同 时 结 合 实 验 进 行 分 析 研 究 。而 当 前 比较 完 善 的 温 度 场 预 测 模 型 有
( 4 )
r一
式 中: ' , 为由建筑面积 和高 度决 定的形 状 因子 ; r 为 火 源
有效半径 , r n; A 为火源面积 , i n 。 。
烟气 预测 模 型 。这 三 个 模 型 并 非 十 分 完 善 , 或 多 或 少 存 在 一 定 的缺 陷 。笔 者 主 要 通 过 大 空 间 全 尺 寸 火 灾 实 验 结 果 与 模 型预 测 结 果 进 行 对 比 , 分 析 各 模 型 预 测 的准 确 性
可 由式 ( 3 ) 得 出。
( 8 ) :1 — 0. 8 e p 一 0 . 2 e 。 ( 3 )
其中, 火 源 增 长 系 数 对 应 值 分 别 为 : 超 快 速 火 0 . 0 0 4 、 快速火 0 . 0 0 3 、 中速 火 0 . 0 0 2 、 慢速 火 0 . 0 0 1 。
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