平屋顶水平封闭方腔空气层厚度数值分析

上海交通大学学报 ›› 2016, Vol. 50 ›› Issue (03): 384-388.

平屋顶水平封闭方腔空气层厚度数值分析

何方祥，詹树林，赖俊英

（浙江大学土木工程学系，杭州 310027）

收稿日期:2015-08-14 出版日期:2016-03-28 发布日期:2016-03-28
基金资助:
国家“十二五”科技支撑计划课题（2013BAL01B00）资助

Numerical Analysis of Air Layer Thickness of Horizontally Enclosed Square Cavity

HE Fangxiang，ZHAN Shulin，LAI Junying

(Department of Civil Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)

Received:2015-08-14 Online:2016-03-28 Published:2016-03-28

摘要/Abstract

摘要： 摘要：为分析平屋顶水平封闭方腔作为保温系统时其内部空气层的相对最佳厚度，通过建立二维数值模型，选择“Presto！”压力插值格式及SIMPLE（SemiImplicit Method for PressureLinked Equations）解耦算法，计算了在不同边界温差和边界材料导热系数下平屋顶水平封闭方腔内辐射传热量和对流换热量及其随空气层厚度的变化.在一定条件下，通过对计算结果进行回归分析，得到平屋顶水平封闭方腔在不同温差和不同边界材料导热系数下的相对最佳空气层厚度值.

关键词: 水平封闭方腔, 数值计算, 最佳空气层厚度, 回归分析

Abstract: Abstract： In order to analyze the relatively optimal air layer thickness of the horizontally enclosed square cavity based on its thermal insulation, this paper established a twodimensional numerical model and calculated the radiation and convection heat transfer in the horizontally closed square cavity at different temperature differences and different thermal conductivities of the solid boundary material by using the “Presto!” pressure interpolation scheme and SIMPLE (semiimplicit method for pressurelinked equations) decoupling algorithm. The relative optimal air layer thickness values of the horizontally closed square cavity at different temperature difference and thermal conductivity of the boundary material under a certain condition were obtained from the regression analysis of the results.

Key words: Key words： horizontally enclosed square cavity, numerical calculation, optimum air layer thickness, regression analysis

中图分类号:

TU 114.4

何方祥, 詹树林, 赖俊英. 平屋顶水平封闭方腔空气层厚度数值分析[J]. 上海交通大学学报, 2016, 50(03): 384-388.

HE Fangxiang, ZHAN Shulin, LAI Junying. Numerical Analysis of Air Layer Thickness of Horizontally Enclosed Square Cavity[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2016, 50(03): 384-388.

参考文献

［1］宋徐辉，席时桐.自然对流和气体辐射耦合传热的数值模拟［J］.上海交通大学学报.1996，30(12)：2934. SONG Xuhui, XI Shitong. Numerical study of combined natural convective and radioactive heat transfer［J］. Journal of Shanghai Jiaotong University, 1996，30(12)：2934. ［2］战乃岩，徐沛巍.考虑建筑房间内导热辐射与自然对流偶合时外围护结构对自然对流换热的影响［J］.太阳能学报，2011，32(4)：501507. ZHAN Naiyan, XU Peiwei. Influence of building envelop on natural convecton and heat transfer when considering indoor heat transfer and radiation coupled in natural convection［J］. Acta Energyae Solaris Sinica, 2011，32(4)：501507. ［3］MOSTAFA R, AMIR S. Experimental study of radiation and free convection in an enclosure with underfloor heating system ［J］. Energy Convection and Managemen, 2011, 52: 27522757. ［4］HYUN J K, BYOUNG H A, JINIL P, et al. Experimental study on natural convection heat transfer from horizontal cylinders with longitudinal plate fins ［J］. Mechanical Science and Technology, 2013,27(2):593599. ［5］GALLEGOS M A, BALDERAS B J, ARMANDO V C, et al. Analysis of the conjugate heat transfer in a multilayer wall including an air layer ［J］. Applied Thermal Engineering, 2010， 30： 599604. ［6］孟庆林，蔡宁，陈启高.封闭空气层热阻的理论解［J］.华南理工大学学报(自然科学版)，1997, 25(4):116119. MENG Qinglin, CAI Ning, CHEN Qigao. A theoretical solution on the thermal resistance of sealed air layer［J］. Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition), 1997, 25(4):116119. ［7］孙丁. 建筑围护结构中封闭方腔空气夹层的热工性能研究［D］.湖南：南华大学城市建设学院，2013. ［8］MUSLUM A, HASAN K. Determination of optimum thickness of doubleglazed Window for the climatic regions of Turkey ［J］. Energy and Building, 2010, 42：17731778. ［9］杨世铭, 陶文栓. 传热学［M］. 4版.北京：高等教育出版社, 2006: 272273. ［10］SHIGEAKI I, TSUYOSHI T, WEN J Y. Effect of vertical fins on local heat transfer performance in a horizontal fluid layer ［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1999, 42: 28972903. ［11］LAHCEN B, HASSAN H D R. Rousse. numerical simulation of heat transfers in a room in the presence of a thin horizontal heated plate ［J］. Energy Procedia, 2013, 42: 549556. ［12］ANSYS Inc. ANSYS fluent 12.0 user's guide, theory guide ［EB/OL］. (20150806)［20091008］. http://www. ansys.com/ Products/ Fluids/ANSYS+Fluent/ Resource Center/ ANSYS Fluent 12.0 User’s Guide.pdf.

[1]	赵忠良, 李浩, 赖江, 杨海泳, 王晓冰, 李玉平. 导弹模型直气复合气动特性研究[J]. 空天防御, 2022, 5(3): 1-9.
[2]	程晨, 王晓亮. 考虑蒙皮透射率的飞艇热力学模型及其热特性[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(7): 868-877.
[3]	王飞, 丁伟, 邓德衡, 吴小峰. 水下多缆多体拖曳系统运动建模与模拟计算[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(5): 441-450.
[4]	郭军，陈作钢，戴原星，陈建平. 喷水推进器进流面获取方法及其应用[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(1): 1-9.
[5]	郭春雨1,刘恬1，赵庆新1，郝浩浩2. 短波中标称伴流场特性分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2019, 53(2): 170-178.
[6]	闫棣, 苏祺, 李四平. 屈曲问题有限元模拟的随机缺陷法[J]. 上海交通大学学报, 2019, 53(1): 19-25.
[7]	魏伟, 王心亮, 唐平鹏, 陈虹. 水下爬游机器人坐底稳定性分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2018, 5(增刊): 305-308.
[8]	陈思，马宁，顾解忡. 基于弱非线性假定的船舶波浪增阻数值计算[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(3): 277-.
[9]	王健a，刘旌扬a, b，魏成柱a，易宏a, b. 新概念无人穿梭艇静水操纵性能[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(3): 288-.
[10]	刘晗a，马宁b,c，顾解忡b,c. 考虑侧壁效应修正的循环水槽船模斜航试验水动力计算[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2017, 51(2): 142-.
[11]	张法富, 高静坤, 杨小龙, 蔡元浪. 南海张力腿平台在位总体性能数值计算分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2016, 3(2): 105-110.
[12]	陈彦君，李元阳，刘振华. 基于多相流模型的腔体内纳米流体自然对流换热数值模拟[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(05): 600-607.
[13]	王展智，熊鹰，黄政，王睿. 双桨船轴向伴流场尺度效应的数值研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(04): 457-463.
[14]	王展智1，熊鹰1，孙海涛2，黄政1，王睿1. 双桨船附体阻力尺度效应[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(02): 255-261.
[15]	杨军,梅雪松,赵亮,马驰,冯斌,施虎. 基于模糊聚类测点优化与向量机的坐标镗床热误差建模[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(08): 1175-1182.