本科毕业设计（论文）开题报告-10K低温系统设计.docVIP

华中科技大学 本科生毕业设计（论文）开题报告 题目： 10K低温系统设计 学 号： 姓 名： 指导老师：舒水明 院系专业：能源与动力工程学院 热能与动力工程专业 华中科技大学教务处制 开题报告 一．选题背景 人类生存环境的可持续发展己成为当代社会发展的基本课题。保护环境、合理利用自然资源、削减能源耗费和提供健康、舒适的人居环境成为人们关注的热点。近年来，随着生活水平的日益提高，物质文明和精神文明需求的不断增加，人们对生活质量的要求也越来越高了。住宅，是人们最重要的生活空间，它的舒适性是衡量人们生活质量最重要标志之一。住宅小区作为城市不断扩大、人口日趋密集的现代人居住环境形式，其相关环境问题被越来越多的人所认识与关注： 建筑物之间距离不合理引起了强烈的巷道风效应；工厂排烟系统位于主导风上游，使污染物的扩散或者弥漫整座建筑群，或者凝聚于住宅群落的某一区域(形成涡流)；大量普及的分体式空调器和抽油烟机，“镜化”的屋面装饰(加强了太阳辐射及其反射)，街道表面的“绿退化”，再加上城市本身的热岛效应，使得室外热环境急剧恶化，反过来导致空调能耗的增加。 尤其在能源危机与经济全球化的今天，能源的有效利用、绿色与环保及可持续发展理念己是大势所趋，也是建筑环境、建筑学及城市规划专业首要考虑的问题，这就要求设计师改变传统的经验型设计观念和方法，学习和运用高技术设计手段，对各类方案进行科学遴选和优化。 二．发展现状 国外： 国外对建筑风环境的研究较早，由于建筑绕流的问题非常复杂。在研究早期主要通过风洞试验来进行。早在1970年，在伦敦Vauxhall地区的两座高层建筑在兴建前就首次进行了风洞试验来预测建筑周围的风环境。后来，Brite和Hunt对一高一低两个建筑模型一前一后情况下建筑绕流进行了风洞试验，并提出了预测两个建筑物中间位置风速的方法，C.J. Baker对其进行了验证。 自二十世纪六十年代以来航空航天工业CFD技术得到飞速发展Stathopoulos等人(1996)则对七幢矩形截面、平行排列的群体建筑作了模拟，模拟得到的建筑周围风速分布与试验值间的最大误差约为30%。Chang等人(2003)应用FLUENT软件和四种不同的k-ε模型对房屋平行布局时街道峡谷的涡流集中情况进行了数值模拟，考虑了街道宽度与房屋高度之比取不同数值时的影响。Chen等人(2003)应用PHOENICS软件对室外行人热舒适度和室内自然通风进行了研究。 国内： 国内对风环境的研究起步较晚，90年代初开始对立方体建筑进行了探索性的数值模拟，湖南大学的汤广发教授对二维长方形和立方体建筑周围的风速和风压分布情况进行了数值。近年来，国内许多研究者采用计算流体力学(CFD)商业软件对不同形式的单体和群体建筑物进行了数值模拟，其中很多研究工作均针对工程实际并结合风洞试验进行。南京大学大气科学系张宁蒋维楣利用一个湍流能量闭合的三维城市街渠气流模式对一个范围为m×1200m的居民小区中的建筑物群体对不同来流风向下小区内的流场结构的影响进行了诊断分析 三． 研究课题的目的 为了将高新技术与传统方法相结合，分析建筑群间能量传递情况；具体的，为了建立更好的住宅小区尤其是武汉地区住宅小区环境，探讨如何通过在住宅小区的早期设计时的优化设计方法对其进行改善，使其更好地满足人们对生活品质的要求。为了这些要求，本研究课题主要有以下两个目的： 1. 对比新型技术与传统方法，探索新的建筑设计方法； 2. 为小区提出合理利用能源的节能系统和规划建议。 四．研究课题的意义 1. 促进形成新的城市建筑群能源规划与热设计的节能规范、标准和评价系统，促进绿色节能建筑的发展，合理利用能源和资源； 2. 降低维护建筑热湿环境的运行费用和能耗，提高现代建筑设备和能量的节能控制与管理； 3. 从建筑能量传递的各个环节，降低和控制能源利用成本，提高有利促进建筑多级能源、可再生能源和分布式供能技术的应用； 4． 为改善和消除城市热岛效应提供技术支持； 5. 缓解长江中下游流域建筑用电紧张，改善建筑环境的热舒适性和品质。 五．研究的基本内容 本文根据武汉市某小区春夏秋冬四个季节的盛行风向、建筑热负荷等因素对该小区的风环境和热环境进行模拟分析和实物模型模拟，建立全天候建筑群能量传递数学模型，求解该模型，并作优化分析。设计该小区的节能系统，对小区建筑布局不合理之处做一些优化，提出改良方案。 六．预计的目标 1. 得到小区建筑间在不同风向、日照下的风环境、热环境，提出规划设计建议； 2. 得到小区建筑内自然通风的方法； 3. 提出小区节能系统方案； 4. 找出数值模拟与模型方法各自的优缺点和误差分析方法。 七．实现方法 1. 数值模拟方法： 使用商业CF