三角形截面屋頂上的羽流.pdf

1、作為最古老的屋面形式之一，斜坡屋頂由于其豐富多變的視覺感受、較好的結(jié)構(gòu)跨越能力、強大的通風隔熱效果等在住宅建筑中被廣泛采用。在太陽輻射作用下，在斜坡屋頂屋面形成的坡流和羽流將屋面附近的熱空氣輸送走。這種傾斜形狀下的坡流和羽流在自然環(huán)境和工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)都廣泛存在，所以研究斜坡屋頂上形成的坡流和羽流的流動和傳熱不僅有助于了解屋面的散熱隔熱效果、提高居民生活舒適度，還對解決城市空氣污染問題及山區(qū)氣候預(yù)測等都有重要意義。
　　本文主要采用量綱

2、分析和數(shù)值模擬兩種研究方法，研究屋頂坡流和羽流形成和發(fā)展過程中的流動和傳熱機制。通過量綱分析，討論了坡流和羽流的定常和非定常粘性和慣性動力機制以及導熱和對流的傳熱機制，并獲得了不同動力及傳熱控制機制下坡流和羽流的厚度、速度和控制機制轉(zhuǎn)換時間量綱。主要的量綱關(guān)系獲得了數(shù)值結(jié)果的驗證。
　　進一步的數(shù)值結(jié)果顯示，斜坡屋頂羽流從初始階段經(jīng)過渡階段可演化為充分發(fā)展階段，演化過程依賴于三個無量綱控制參數(shù):瑞利數(shù)、普朗特數(shù)和高寬比。羽流的對流

3、效應(yīng)隨瑞利數(shù)升高而增強，當瑞利數(shù)低于102流動無羽流結(jié)構(gòu)且完全由導熱控制。羽流的流動和演化依賴于斜坡的高寬比，瑞利數(shù)為103時較大高寬比下羽流最終趨于定常態(tài)，隨著高寬比的減小，羽流最終趨于準定常態(tài)。同樣的，羽流的流動和演化依賴于普朗特數(shù)，且隨普朗特數(shù)變化較為復雜。不同的控制參數(shù)羽流直接影響到流動的傳熱和傳質(zhì)效率。根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果，羽流在瑞利數(shù)、高寬比和普朗特數(shù)較高時傳熱可顯著增加，并滿足Nu～Ra0.2275。平均體積流率在較低瑞利數(shù)