【摘要】：隨著能源危機(jī)的產(chǎn)生和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出,國際社會(huì)越來越重視能源問題,而在能源消耗中,建筑能耗占有相當(dāng)大的比例,因此建筑節(jié)能技術(shù)越來越受到人們的重視,充分利用建筑的自然通風(fēng)是降低建筑能耗和提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的有效途徑。目前,對(duì)建筑通風(fēng)的研究大多基于穩(wěn)態(tài)邊界條件下,但實(shí)際的自然風(fēng)并非是穩(wěn)定不變的,而是隨著時(shí)間隨機(jī)的波動(dòng)。近年來研究發(fā)現(xiàn),在建筑自然通風(fēng)特性研究中,把脈動(dòng)的自然風(fēng)簡化為平均流所得出的結(jié)論與實(shí)際會(huì)有一定的偏差。為了更加真實(shí)的反映自然風(fēng)的特性,更好地利用自然通風(fēng),本文總結(jié)了自然風(fēng)的脈動(dòng)特性,并對(duì)自然風(fēng)進(jìn)行了預(yù)測(cè),通過數(shù)值模擬研究脈動(dòng)風(fēng)對(duì)自然通風(fēng)效果的影響,這是本課題的研究目的與意義。首先本文總結(jié)了國內(nèi)外學(xué)者對(duì)自然風(fēng)脈動(dòng)特性的研究工作,包括風(fēng)特性的相關(guān)理論、脈動(dòng)風(fēng)的預(yù)測(cè)方法和仿真模型,以及脈動(dòng)風(fēng)理論在自然通風(fēng)研究中的應(yīng)用;重點(diǎn)描述了脈動(dòng)風(fēng)的相關(guān)特性如湍流強(qiáng)度、湍流積分尺度、相關(guān)函數(shù)以及脈動(dòng)風(fēng)功率譜等。其次總結(jié)研究了目前自然風(fēng)的幾種模擬方法,通過MATLAB編程分別利用諧波疊加法和時(shí)間序列法對(duì)風(fēng)速進(jìn)行模擬并進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)利用三維超聲波風(fēng)速儀對(duì)西安地區(qū)自然風(fēng)進(jìn)行了實(shí)測(cè),得到該地區(qū)10m高風(fēng)場(chǎng)處風(fēng)速,利用SPSS軟件對(duì)實(shí)測(cè)風(fēng)速進(jìn)行處理,采用ARIMA模型對(duì)風(fēng)速進(jìn)行建模,得出在在2-4個(gè)小時(shí)的風(fēng)速模型擬合度最好,ARIMA模型可行性的分析,旨在為建筑自然通風(fēng)的研究更加接近真實(shí)性提供幫助。最后,利用fluent對(duì)脈動(dòng)風(fēng)流場(chǎng)下自然風(fēng)進(jìn)行模擬計(jì)算,利用UDF對(duì)ARIMA模型進(jìn)行編程,生成隨機(jī)脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程,作為數(shù)值模擬風(fēng)速入口邊界條件,應(yīng)用大渦數(shù)值仿真技術(shù),分析穩(wěn)態(tài)與脈動(dòng)自然通風(fēng)效果的差異,驗(yàn)證隨機(jī)脈動(dòng)風(fēng)速模型的合理性和科學(xué)性。在本次研究中,若忽略自然風(fēng)的脈動(dòng)特性,通風(fēng)量的誤差則達(dá)28%以上。本文的研究成果,為實(shí)際工程中風(fēng)壓自然風(fēng)的有效利用提供理論依據(jù)和基本方法,從而在推進(jìn)建筑設(shè)計(jì)向節(jié)能、舒適的方向更好的發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU834.1
【圖文】：

第二章 自然風(fēng)脈動(dòng)特性第二章 自然風(fēng)脈動(dòng)特性處于湍流狀態(tài)，風(fēng)速具有非穩(wěn)態(tài)特性，其大小和方向均隨時(shí)間變化。本章重點(diǎn)自然風(fēng)的脈動(dòng)特性及自然風(fēng)的模擬方法。均風(fēng)基本特性然風(fēng)的研究中認(rèn)為風(fēng)速是由平均風(fēng)和波動(dòng)風(fēng)所組成的[64]，即 VtVVtiii' (2-1)： Vti是某時(shí)刻總風(fēng)速，iV 是在一定時(shí)距內(nèi)平均風(fēng)速， Vti'時(shí)某時(shí)刻的脈動(dòng)風(fēng)總風(fēng)速減去平均風(fēng)速。下圖即某空間點(diǎn)自然風(fēng)的的速度時(shí)程。V

風(fēng)速實(shí)測(cè)場(chǎng)地

（a）風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)圖 （b）風(fēng)速儀實(shí)際圖圖 3.2 ADOLFTHIES 風(fēng)速儀圖波是一種頻率高于 20KHz 的聲波，測(cè)量風(fēng)速的原理為，通過發(fā)送聲波脈的時(shí)間或頻率(多普勒變換)的差別來計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向。測(cè)量儀器測(cè)量超聲向 s 傳感器傳輸?shù)臅r(shí)間與 s 到 n 的時(shí)間不同。經(jīng)過計(jì)算超聲在兩點(diǎn)之間傳可以得出自然風(fēng)的速度與方向。利用超聲波計(jì)算風(fēng)速與溫度等其他因素波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量裝置的工作原理如圖 3.3。

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉欣鵬;李正良;焦紅偉;俞登科;;基于改進(jìn)的線性濾波自回歸模型法的大跨空間結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載模擬[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2015年06期

2 羅強(qiáng);陳池;楊亞會(huì);曹自潭;;線性濾波法對(duì)某風(fēng)電場(chǎng)脈動(dòng)風(fēng)的模擬研究[J];硅谷;2015年03期

3 王亮;譚洪衛(wèi);季亮;;自然通風(fēng)動(dòng)態(tài)風(fēng)速條件建模[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年06期

4 周軍莉;尹飛;李善玉;張國強(qiáng);王海娟;;自然風(fēng)的實(shí)測(cè)研究[J];建筑熱能通風(fēng)空調(diào);2014年03期

5 汪大洋;袁玲;周云;;基于改進(jìn)線性濾波法的某超高層建筑風(fēng)振反應(yīng)分析[J];廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

6 季亮;譚洪衛(wèi);王亮;;基于馬爾可夫鏈的自然風(fēng)風(fēng)向建模[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年08期

7 譚洪衛(wèi);季亮;KATO Shinsuke;卜震;;非穩(wěn)態(tài)風(fēng)邊界條件下的自然通風(fēng)機(jī)理及效率[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年06期

8 李志強(qiáng);王元;張鴻雁;;正弦波動(dòng)來流條件下復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑表面風(fēng)壓分布[J];西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

9 王亮;譚洪衛(wèi);季亮;;外場(chǎng)風(fēng)速和建筑空間條件對(duì)自然通風(fēng)的影響[J];建筑熱能通風(fēng)空調(diào);2009年01期

10 王行建;劉欣;;ARMA時(shí)間序列模型的研究與應(yīng)用[J];自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用;2008年08期

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1 尹飛;自然風(fēng)的波動(dòng)特性對(duì)室內(nèi)溫度的影響研究[D];湖南大學(xué);2014年

2 胡艷;非穩(wěn)態(tài)風(fēng)壓驅(qū)動(dòng)下單開口自然通風(fēng)量理論計(jì)算及數(shù)值模擬[D];湖南大學(xué);2013年

3 童寶龍;自然風(fēng)特性及其對(duì)自然通風(fēng)效果的影響研究[D];湖南大學(xué);2013年

4 梅森;江南民居自然通風(fēng)強(qiáng)化技術(shù)經(jīng)驗(yàn)挖掘及CFD驗(yàn)證[D];西安建筑科技大學(xué);2013年

5 彭暢;正弦波動(dòng)風(fēng)速下建筑通風(fēng)與蓄熱對(duì)室內(nèi)溫度影響研究[D];湖南大學(xué);2012年

6 王明偉;風(fēng)電場(chǎng)短期風(fēng)速預(yù)測(cè)研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

7 孫振;建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的計(jì)算機(jī)模擬與分析[D];南京航空航天大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2779004