Численное исследование тепловой конвекции в условиях сопряженного теплообмена

• Автор: Королев, Станислав Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛООБМЕНА ПОМЕЩЕНИЯ.

1Л. Состояние проблемы.

1.2. Постановка задачи теплообмена в помещении.

1.2Л. Описание физической области и основные допущения

1.2.2. Система уравнений и граничные условия

1.2.3. Уравнения расчета лучистого теплообмена

1.3. Постановка задачи теплообмена через оконные системы.

1.3.1. Описание физической области и основные допущения.

1.3.2. Система уравнений и граничные условия

1.3.3. Уравнения расчета лучистого теплообмена

1.4. Алгоритм решения сопряженной задачи теплообмена помещения.

2. МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ТЕРМОГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ В ЗАМКНУТОМ ОБЪЕМЕ.
2.1. Алгоритм решения системы уравнений
2.2. Конечноразностная сетка
2.3. Аппроксимация дифференциальных уравнений
2.4. Метод решения систем конечноразностных уравнений.
2.5. Исследование сходимости численного решения
2.6. Проверка адекватности модели
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛООБМЕНА ЧЕРЕЗ ОКОННЫЕ СИСТЕМЫ.
3.1. Исследование термогравитационной конвекции в воздушных прослойках
3.2. Исследование теплопередачи через оконные системы
3.3. Исследование тепловых характеристик оконной системы при различных конструктивных параметрах
3.3.1. Увеличение количества слоев остекления
3.3.2. Использование различных светопрозрачных материалов и теплоотражающих покрытий стекол
3.3.3. Использование газовых заполнений стеклопакетов
3.4. Проектирование оконных систем с заданными тепловыми характеристиками.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СОПРЯЖЕННОГО
ТЕПЛООБМЕНА ПОМЕЩЕНИЯ
4.1. Описание термогравитационной конвекции в помещении.
4.2. Исследование сопряженного теплообмена помещения
4.3. Оценка параметров теплового режима помещения.
4.4. Анализ эффективности различных схем расположения
тепловых приборов в помещении
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Для моделирования термогравитационной конвекции приводится запись уравнений движения и теплообмена вязкой теплопроводной жидкости в приближении Буссинеска. Представлены формулы для расчета лучистого теплообмена в помещении. Приводится постановка задачи теплообмена через многослойные оконные системы. Записаны уравнения для расчета полей температуры и скорости в слоях оконной системы и граничные условия. Приведен алгоритм решения сопряженной задачи тепло обмена помещения. Вторая глава посвящена разработке методики численного решения задачи термогравитационной конвекции в замкнутом объеме. Представлен обзор методов расчета несжимаемых вязких течений. Предложен алгоритм численного решения уравнений тепловой конвекции. Исследована эффективность различных методов решения конечноразностных уравнений эллиптического типа. Предложен эффективный алгоритм решения конечноразностных уравнений основанный на методе сопряженных градиентов с предобусловливанием по симметризованному методу Стоуна. Исследована сходимость численного алгоритма. Проверка адекватности модели проводилась на основе сравнения результатов расчета с известными экспериментальными данными. Исследована структура термогравитационной конвекции в вертикальных горизонтальных и наклонных воздушных прослойках в зависимости от геометрических параметров. Представлены результаты комплексного исследования тепловых характеристик оконных систем различной конструкции в зависимости от количества слоев остекления, применяемых светопрозрачных материалов, теплоотражающих покрытий и газовых заполнений воздушных прослоек.