中空玻璃cfd模拟.doc

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1、铁道大学毕业论文中空玻璃传热过程的数值模拟研究NumericalSimulationStudyonHeatTransferProcessofHollowGlass2013届机械工程学院专业建筑环境与设备工程学号20090776学生王孟旭指导教师郝长生完成日期2013年6月日毕业设计（论文）任务书题目中空玻璃传热过程的数值模拟研究专业建筑环境与设备工程班级机0902-2学生王孟旭承担指导任务单位能源与环境工程系导师郝长生导师职称讲师一、设计容中空玻璃具有突出的保温隔热性能，是提高门窗、幕墙节能的重要材料，在我国提倡节能环保的大形势下对建筑能耗的降低

2、具有重要的应用。中空玻璃的结构主要有外层玻璃层、中间封闭腔和层玻璃层构成。本研究拟根据计算流体力学与传热学理论，建立中空玻璃多场（导热、对流和辐射）耦合传热过程的物理模型和数学模型，对腔空气的流动特性进行数值计算，分别比较导热、自然对流和辐射及其耦合传热过程对中空玻璃传热系数的影响，为中空玻璃传热系数的工程计算奠定基础。二、基本要求1、熟悉中空玻璃多场耦合传热过程的机理；2、学习CFD相关知识及Fluent软件包的使用方法；3、对研究的工况建立数学模型并进行数值计算分析；4、说明书须符合《铁道大学毕业设计（论文）手册》的规定。三、主要技术指标1、

3、能够使用fluent软件包对本研究容进行建模分析；2、给出不同工况下的温度场和流场图；3、根据模拟结果分析各工况下的传热系数等相关参数的变化规律；  4、完成设计说明书，且说明书须符合《铁道大学毕业设计（论文）手册》的规定。四、应收集的资料及设计资料1、FluentInc.,FLUENTUser'sGudie[OL].FluentInc.,20092、关于中空玻璃传热过程数值计算的相关论文。五、进度计划第1周查阅相关文献，明确工作容；第2-5周学习CFD基本理论，学习fluent软件包的操作；第6-12周对中空玻璃传热过程分三种工况进行计算分析；

4、外文资料的翻译；第13-14周整理论文，准备答辩。教研室主任签字时间年月日毕业论文开题报告题　目中空玻璃传热过程的数值模拟学生王孟旭学号20090776班级机0902-2专业建筑环境与设备工程一、研究背景随着社会的发展，在众多消耗能量的因素中，建筑能耗占的比重越来越大，现在，我国建筑能耗在总能耗所占的比例将近30%,其中门窗能耗占的比重较大，约40%这就意味着，在门窗设计中，采用合适的材料将大大的节约能源。中空玻璃，因为它的突出的保温隔热性能，使它成为节能中的一个重要的材料。二、国外研究现状中空玻璃的结构是由三层组成，包括外层的玻璃层，中间的封闭

5、层，层的玻璃层，对于这种材料的传热性能，国外很多学者进行了研究，BarakosG与MitsoulisE用避免函数法对方腔的层流与湍流自然对流换热过程进行了计算，我国的国良学者结合谱方法的精度和有限元的思想求解了非定常的问题，光正学者采用非等距网格剖分求解非定常流函数-涡量方程，黄建春对正方形空腔的层流自然对流换热进行了数值模拟，并用SIMPLE算法和乘方格式对该问题进行了详细的数值模拟。这些研究分析了这种材料的自然对流换热问题，并没有考虑密封层辐射换热的传热过程，但是中空玻璃的传热过程应该考虑导热、自然对流和辐射三种因素，应该将三种因素耦合分析。

6、三、研究容(1)中空玻璃在导热、自然对流和热辐射作用下的传热过程原理(2)对中空玻璃的传热特性分三种简化工况进行数值模拟分析，研究影响传热过程的因素四、研究方法通过CFD软件进行仿真数值模拟，通过数值模拟结果，在结合传热学理论和流体动力学理论得出最终的结论。五、预期结果在导热、自然对流和辐射的作用下，中空玻璃的温度从底部到顶部逐渐升高。只有辐射和自然对流式，下降幅度较大。辐射对中空玻璃的温度场影响比较大。五、主要参考文献[1]国良，徐忠，谱元方法求解正方形密封空腔的自然对流换热[J].计算物理，2001,18(2):119-124.[2]光正，马

7、洪林，宁，原始变量法计算密封腔自然对流[J],华中科技大学学报.2004,21(2):4—7.[3]黄建春，光正，江立新，密封腔层流自然对流换热过滤层数值研究[J].华中科技大学学报，2001,29(5):51-53.[4]光正，非定场流函数涡量一流函数法模拟不同高宽比和角度的腔自然对流[J].低温与特气，2003，21(6):16-21.[5]辐射换热的分析与计算[M].；清华大学，1998.[6]斯帕罗EM，赛斯RD著，辐射传热[M],顾传保，学学译，；高等教育，1982.111-113.[7]郭宽良，孔祥谦，善年，计算传热学[M].：中国科

8、技大学，1988.33-49.[8]玲，何嘉鹏，正良。华东地区围护结构节能研究[J].航空航天大学学报,2002,34(2),130-1