為探索不同類型影響因素對(duì)跨季節(jié)埋管蓄熱系統(tǒng)（BTES）蓄釋熱性能的協(xié)同影響規(guī)律,利用拉丁超立方抽樣建立了有關(guān)運(yùn)行、設(shè)計(jì)和物性參數(shù)的50組隨機(jī)樣本,通過(guò)FLUENT軟件對(duì)BTES熱特性進(jìn)行數(shù)值求解,并應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)（SRC）和樹(shù)狀高斯過(guò)程模型（TGP）兩種全局敏感性分析方法,定性與定量分析了影響因素變化對(duì)BTES注入熱量、蓄熱率和取熱率產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明:在輸入因素范圍內(nèi),影響因素的不確定性可引起注入熱量57.7%、蓄熱率65.0%和取熱率41.5%的輸出波動(dòng),設(shè)計(jì)階段因偏離最佳參數(shù)組合而作出次優(yōu)決策的風(fēng)險(xiǎn)較大;在影響機(jī)制和強(qiáng)度方面,蓄熱溫度、井深、井間距和巖土導(dǎo)熱系數(shù)是影響B(tài)TES熱特性的關(guān)鍵因素,并且井深和蓄熱時(shí)間對(duì)性能指標(biāo)有明顯的非線性影響;兩種全局敏感性方法在非線性關(guān)系和交互作用較強(qiáng)時(shí)所得因素排序略有差別,可體現(xiàn)輸入輸出變量間復(fù)雜非線性關(guān)系和交互作用的TGP方法更適用。以上研究結(jié)果可用于指導(dǎo)不同氣候區(qū)BTES系統(tǒng)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)并提供相應(yīng)決策支持。 

【文章來(lái)源】：流體機(jī)械. 2020,48(11)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

IH的SRC敏感性分析

從蓄熱率SE的SRC和TGP分析結(jié)果(圖6,7)可看出,井間距Sp和巖土導(dǎo)熱系數(shù)Sc是影響SE的最主要因素。對(duì)于IH而言,Sp和Sc為主要影響因素,且均與IH呈正相關(guān)關(guān)系。對(duì)于SE而言,雖然SRCj絕對(duì)值均大于0.5,但Sc與SE呈負(fù)相關(guān),SE隨Sc增大而發(fā)生陡降。這是由于隨著Sc的增大巖土溫度梯度增大,從而加大了向蓄熱體周圍巖土散失的熱損失,且熱損失增大幅度大于換熱量增大幅度。因此,當(dāng)Sc較大時(shí)宜采取井群間距漸變布置形式,可在提高換熱量同時(shí)減少熱損失。圖7 SE的TGP敏感性分析

與SE相同,在取熱率EP的敏感性分析中Sp和Sc是最關(guān)鍵因素,運(yùn)行和停止時(shí)間CT和HT緊隨其后。在TGP的一階效應(yīng)分析中,Sc引起EP約20%的變化,Sp引起EP約14%的變化。而在全效應(yīng)中則分別提高到約75%和70%,其他因素的影響均提高到50%～60%,說(shuō)明影響因素交互作用對(duì)EP產(chǎn)生較強(qiáng)的影響。值得注意的是,Ti與EP呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,Ti對(duì)SE的影響雖然可忽略,但對(duì)于IH而言則是重要影響因素。進(jìn)一步表明,過(guò)高的Ti雖可提高蓄熱體溫度,但同時(shí)會(huì)加大熱損失并降低取熱率。在3類影響因素中,頂部導(dǎo)熱系數(shù)Uc對(duì)3種性能指標(biāo)的影響均很小,表明當(dāng)BTES頂部采取保溫措施時(shí)可忽略室外環(huán)境影響。TGP的主效應(yīng)趨勢(shì)顯示,CT和Dp與EP有明顯的非線性關(guān)系,CT對(duì)IH和SE也是曲線影響。因此,在BTES的敏感性研究中同時(shí)考慮多種類型因素時(shí)采用非線性模型更合理。圖9 EP的TGP敏感性分析

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3287819