熱通道玻璃幕墻內(nèi)部氣流組織的研究.pdf

1、本文主要包括兩部分，第一部分是利用有限元分析軟件ANSYS對熱通道玻璃幕墻內(nèi)部氣流組織進(jìn)行模擬和分析，研究熱通道玻璃幕墻在夏季能否實現(xiàn)“熱煙囪效應(yīng)”。首先是建立上海第一人民醫(yī)院松江新院區(qū)熱通道玻璃幕墻的數(shù)學(xué)模型，以上海夏季常見氣候條件作為本模型的邊界條件，經(jīng)過模擬和分析發(fā)現(xiàn)在上海常見氣候條件下，該熱通道玻璃幕墻根本就不能實現(xiàn)“熱煙囪效應(yīng)”－即不能把熱通道內(nèi)部的熱量帶出，這就說明該玻璃幕墻不能實現(xiàn)節(jié)能。此時本文就考慮對該熱通道玻璃幕墻使用

2、強(qiáng)制通風(fēng)。本文分別對下通風(fēng)口處加載風(fēng)速為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0m/s的情況進(jìn)行研究，通過綜合分析，最后確定在下通風(fēng)口加載風(fēng)速為4.5m/s時的情況較好。通過計算確定強(qiáng)制通風(fēng)時風(fēng)機(jī)電動機(jī)的功率861W和節(jié)約的能量84％。本文對幕墻間距分別為0.2m、0.4m、0.6、0.8m、1.0m、1.2m、1.4m、1.6m、1.8m、2.0m、2.2m、2.5m和風(fēng)口尺寸分別0.1m、0.15m、0.2m、0.25

3、m、0.3m、0.35m、0.4m、0.45m、0.5m等108種不同情況進(jìn)行了模擬和分析，并對部分常見尺寸（h<,f上>=420mm、h<,f下>=380mm、h<,m>=2900mm、L分別為0.2m、0.4m、0.6m）的熱通道玻璃幕墻進(jìn)行了模擬和分析，最后對比較有代表性的幕墻(0.6m（L）×3.5 m（h<,m>）、h<,f上>=0.35m、h<,f下>=0.35m）進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)性計算，計算節(jié)能30％。 為了考察本文建立

4、的模型正確與否，本文引用了公開發(fā)表文獻(xiàn)中的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證。把文獻(xiàn)中實驗的邊界條件加載到本文建立的模型上，再用ANSYS模擬，把模擬值和實驗值對比，最大的絕對平均誤差為6.81％。證明了本文建立的模型和研究方法均是正確的。 本文模擬時流體的模型均采用標(biāo)準(zhǔn)的 湍流模型，流體為不可壓縮流體。 本文第二部分是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合熱通道玻璃幕墻尺寸與出風(fēng)口平均速度和出風(fēng)口平均溫度之間具體數(shù)字關(guān)系。首先建立熱通道玻璃幕墻的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（A

5、NN）模型。在本文中，模型采用三層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也就是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為萬能函數(shù)逼近器。ANN的訓(xùn)練數(shù)據(jù)來自于本文的模擬數(shù)據(jù)，經(jīng)過大量的分析比較以及網(wǎng)絡(luò)泛化能力分析，確定三層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，采用log-sig和Pure linear 組合作為隱層和輸出層的傳遞函數(shù)。預(yù)測值和模擬值相比，熱通道玻璃幕墻出風(fēng)口平均速度ANN模型的平均誤差、絕對平均誤差、標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.3312％、4.526％、7.4654％，同時100％的數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差在±

6、15％之內(nèi)，82.5％的數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差在±10％之內(nèi)。熱通道玻璃幕墻出風(fēng)口平均溫度ANN模型的平均誤差、絕對平均誤差、標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.00018％、0.1023％、0.13987％，同時100％的數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差在±5％之內(nèi)。最后得到了出風(fēng)口平均溫度和出風(fēng)口平均速度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)式，利用該關(guān)聯(lián)式，我們只要輸入幕墻間距和風(fēng)口尺寸，可以直接得出出風(fēng)口平均速度和出風(fēng)口平均溫度。 本文建立的熱通道玻璃幕墻的模型具有較高的精度，具有較好的通用性