空調(diào)的目的是為室內(nèi)人員提供預(yù)期的溫度場,而回風(fēng)溫度控制仍是當(dāng)前主流的空調(diào)控制方式。按照流動的拉格朗日描述,回風(fēng)口處的溫度是上游空氣匯流后的表現(xiàn)溫度,而非人員感知的真實溫度。空氣流動受到高階非線性控制方程的限制,使用全尺寸的計算流體力學(xué)模擬預(yù)測房間內(nèi)的溫度分布將表現(xiàn)出對計算資源的過度占用和在時間上的嚴(yán)重遲滯性。準(zhǔn)確、快速而又低成本地獲取室內(nèi)的溫度分布是建筑環(huán)境控制領(lǐng)域的重要課題�，F(xiàn)有研究者的處理方式是穩(wěn)態(tài)調(diào)用或擬動態(tài)調(diào)用計算流體力學(xué)模型,回避對高階非線性控制方程頻繁的數(shù)值求解,溫度分布預(yù)測面臨著的計算成本高昂和計算過程緩慢問題并未被解決。本征正交分解方法可以快速地實現(xiàn)對流動過程的降階復(fù)現(xiàn),截取后的有限模態(tài)僅占用微小的內(nèi)存空間,通過對房間內(nèi)部溫度分布數(shù)據(jù)的挖掘,降階模型學(xué)習(xí)獲得送風(fēng)參數(shù)與房間內(nèi)指定位置上溫度分布之間的變化范式。通過使用本征正交分解模型,可以敏捷地獲得室內(nèi)的溫度分布狀態(tài)。首先,為辦公室房間建立三維模型,對流動過程做出合理簡化假設(shè)并設(shè)定空間中各個位置處的邊界條件。使用計算流體力學(xué)軟件對房間對象的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進行計算,通過數(shù)值模擬得到房間溫度場在不同送風(fēng)溫度設(shè)定下的分布情況,另外... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

辦公室房間的三維模型

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文17圖2-2SIMPLE算法流程圖Fig.2-2AlgorithmofSIMPLE泰勒展開是數(shù)值求解的基本原理，使用在某一處上的零階導(dǎo)數(shù)、一階導(dǎo)數(shù)及高階導(dǎo)數(shù)復(fù)現(xiàn)函數(shù)在其他位置上的取值�？紤]連續(xù)且多階可導(dǎo)函數(shù)()的泰勒級數(shù)展開式：(+)=()++22()22++()!+（2-6）在泰勒級數(shù)展開式中，一階微分代表著斜率的影響，二階微分對應(yīng)著曲率的影響�？梢园l(fā)現(xiàn)，當(dāng)保留的級數(shù)展開項數(shù)越多時，從不同維度對方程變化模式的描述逐漸完備，對應(yīng)的截斷誤差就越小，流場求解結(jié)果的質(zhì)量就越高，即高階展開對應(yīng)著數(shù)值求解的高精度，但是同時，高階展開也將需要更多的網(wǎng)格點和更多的計算時間。當(dāng)數(shù)值模擬所使用的泰勒展開級數(shù)中最高階項為一階導(dǎo)數(shù)，則稱其為一階精度差分，當(dāng)最高階為二階導(dǎo)數(shù)時稱為二階精度差分。根據(jù)導(dǎo)數(shù)數(shù)值逼近使用的不同數(shù)學(xué)構(gòu)造形式，又進一步分為中心差分、前向差分和后向差分等格式�；诰群陀嬎懔康碾p重考量，并且參考計算流體力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用進展，針對每一項方程的具體離散方案如表2-1所示。對于動量方程、能量方程、湍流流動的k方程以及ε方程，選用由下游向上游進行差分的二階迎風(fēng)格式進行離散。對于非穩(wěn)態(tài)項，使用一階隱式算法離散求解。選擇使用周圍網(wǎng)格點流動信息的二階中心差分格式處理方程中的擴散項。表2-1基于SIMPLE算法選擇的離散方案Table2-1DiscretizationschemebasedonSIMPLEC項目壓力能量方程動量方程k-方程ε-方程非穩(wěn)態(tài)擴散項

元計算。相比于規(guī)則的笛卡爾網(wǎng)格，作為有限體積網(wǎng)格的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格沒有任何規(guī)律性，因此可以不經(jīng)任何變換地被應(yīng)用于任意形狀的網(wǎng)格單元，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格在應(yīng)用過程中表現(xiàn)出極大的靈活性。 在本文中，選擇使用由四面體和六面體組成的四面體占優(yōu)混合結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元用于計算域中的網(wǎng)格生成，網(wǎng)格主要使用四面體單元生成，在某些形狀尤其適當(dāng)?shù)目臻g里可以使用六面體單元。在流動變量和溫度變量梯度較大的位置上使用網(wǎng)格加密，以便充分捕捉在特定的送風(fēng)參數(shù)設(shè)定下流場表現(xiàn)出的流動和溫度響應(yīng)特性，這些位置包括送回風(fēng)口、辦公人員工位和室內(nèi)的其他熱源。經(jīng)過對軟件的操作，創(chuàng)建完成后的網(wǎng)格如圖 2-3 所示，在流動發(fā)生的物理空間中共使用了 55,324個非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于動態(tài)集成算法的航空發(fā)動機氣路參數(shù)預(yù)測[J]. 張一震,鐘詩勝,付旭云,林琳.  航空動力學(xué)報. 2018(09)
[2]利用多島遺傳算法的側(cè)式進/出水口體型優(yōu)化研究[J]. 高學(xué)平,李建國,孫博聞,田野,張翰.  水利學(xué)報. 2018(02)
[3]基于POD和DMD方法的跨聲速抖振模態(tài)分析[J]. 寇家慶,張偉偉,高傳強.  航空學(xué)報. 2016(09)
[4]超臨界翼型跨聲速抖振CFD計算和POD分析[J]. 董圣華,史愛明,葉正寅,田海濤.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2015(04)
[5]區(qū)域建筑冷熱負(fù)荷預(yù)測方法及其研究進展[J]. 歐科敏,韓杰,周晉,張國強.  暖通空調(diào). 2014(10)
[6]VAV空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)溫度傳感器位置的影響研究[J]. 劉巧玲,杜志敏,晉欣橋.  建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2013(01)
[7]過渡季節(jié)VAV空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)溫度的優(yōu)化控制策略[J]. 晉欣橋,柴小峰,杜志敏.  天津大學(xué)學(xué)報. 2009(07)
[8]雙風(fēng)道變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計[J]. 葉大法,楊國榮,董濤.  暖通空調(diào). 2008(01)
[9]變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)傳感器故障檢測與診斷[J]. 杜志敏,晉欣橋,王海斌,孫金龍.  天津大學(xué)學(xué)報. 2006(06)
[10]高大空間建筑空調(diào)氣流CFD模擬研究[J]. 董玉平,由世俊,汪洪軍,張子平,任曉芬.  河北建筑科技學(xué)院學(xué)報. 2003(03)

博士論文
[1]高維數(shù)據(jù)的特征選擇及基于特征選擇的集成學(xué)習(xí)研究[D]. 張麗新.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]基于集成學(xué)習(xí)的蛋白質(zhì)序列分類問題的研究[D]. 趙欣.電子科技大學(xué) 2018



本文編號：3132397