建筑墙体表面换热过程辨识方法与数值预测方法分析-analysis of identification method and numerical prediction method of heat transfer process on building wall surface.docx

摘要一个设计软件也应该是数佳方法和辨识方法各步骤有序的完备集合，它必须 包捻数据采集、数据预处理、方案数位分析、辨识模型检验及预测绘采的图形显 示等方面的程序块，利用一些通用的程序块能灵活地局凑出，各种所需的功能靠直 接应用于工程实际，成为有用的软件资料。因此量本文探索以全新的研究手段 一一辨识方法和数佳方法对建筑法体表面换熬过程进行了系统分析，会文共八 章，分两大部分讨论。本文第一部分建筑墙体表面换热过程实用条件下辨识方法的研究选题来自国 家自然科学总金量主要研究的内容有:(川、研究格体表西换热过难的数学揭i态，及相应的输入/输出参数的测试 方法和实验装置的研制;。)、实验数据的采集、处理及模型的辨识界法的研究;(3)、对自然条伶和非英才以试运金条件下辨识得到的模型进行综合比较分析事 导出场体表面换热系数与空气流动等相关因素之间的定量关系式苦完善模型与辨识方法主并对模型与辨识方法进行辛亥〉札分析和完善法体表 i1换热系数与相关因素的关系表达式。 本文创新之处在于突破传统的对建筑堵休，表面换热系数的研究只着眼于采用高哮者度的传感器的研究方法事将建筑法体表面换热过程视为与空气流动、辐射弦皮及海体表面与周图空气闷的温差等因素有关的动态系统，并且祀热流计的热阻 放在包括热流计在内的墙体表面传熬动态热力系统中去研究。应用辨识方法分析 建筑墙体表面换热过程并结合实验具体旅导出建筑墙体表面换热系数。这样的处 理方法使得在实段中不需采用高精度的传感器，并且可以克服由传感器引起的流 场扰动所带来的测试的困难 φ节约了实验成本 F大大提高测试给采精庇不仅存、 忍简单苦而且容易实现。为建筑热工分析和采暖空调负荷计算等提供可行池和准 确地测定和分析梅休求中均d、数的方法，为开发出一套 4建筑热环境棋拟设计软件包打下基础。本文第二部分在第一部分建筑墙休表面换热过程辨识研究的基础上，尝试将计算传热学和计算流体力学综合应用于室内气流组织的数值计算 D/对建筑墙体表 面换热过程进行数位预测，主要研究内容有:( 1 )、根据传统分析方法的不足，系统分析共较，传热室内流场，建立建筑 固护结构传导与室内流场搞合求解方法。探讨室内环境与Ra 数，建筑图护结构 材料的热传导卒，建筑闺护结构高度、厚度等的关系。(2)、建立一种建筑固护结构表面换热系数数值求解方法. 创新之处在于才巴建筑围护结构传热与室内气流流动作为整体进行鹅合求解，建立了在团体.流体区域整体求解连续性方程、动量方程和能量方程的数位模拟 方法.通过发掘建筑维护结构的传热过程又才室内环境的作用与影响，求解室内速 度场、温度场，从而得到墙体表面对流换热系数.这是一项开拓型的工作，为准 确地测定和分析墙体表面换热系数提供了新方法;为今后工程建设建筑固护结构 的选择提供设计依据;为选择合理的建筑布局设计提供可靠保证;为开发出一套建筑热环境设计软件包打下基础.对于增强CFD 数值模拟结果的可靠性、 准确预测空调负荷、降低建筑能耗、提高室内热舒适度与空气品质具有重要意义 .r关键询:建筑围护将换然也二、辨识胁、制将;共辄队、室内 沙、传导、数钞法Research of system identification and numerical prediction methods in analyzing beat transfer process ofwaJl surfaceAbstractTwo kinds of riew re部arch approaches，identification method and nwnerical me出od， are appIied in 出is paμr to analyze the heat transfer system of wall sur也ce. Including 8chapters，this paJ:览:T is composed of two main 阴邸.The first 归rtof 也is 冉冉巳 namely.， the research of practical identification methods ofthe heat 缸田lSfer pro∞ss of wal1 surface，is sponsored by the State Natural ScienceFund，ofwhich 也e main content includes:(1) Study the mathematicaI description of wall surf坦白 heat transfer pr∞less，as wellasitscorrespondingmωsuremethodsoftheinpuνoutputvariables，and expenment