發(fā)布時間：2020-12-04 09:24

　　在地源熱泵的研究中,地下?lián)Q熱是其核心內(nèi)容,而土壤結(jié)構(gòu)對地下?lián)Q熱過程有著重要的影響,與以往研究中對土壤進行的宏觀描述不同,分形方法可以深入到土壤的內(nèi)部結(jié)構(gòu),是一種研究地源熱泵地下?lián)Q熱過程的新方法。本文以地源熱泵為研究背景,采用分形理論,視土壤為多孔介質(zhì),從多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)形成的物理機制出發(fā),自行編寫Matlab程序建立了分形土壤的傳熱模型,并通過編程計算得到了不同元胞下土壤有效導熱系數(shù)與土壤孔隙率之間的變化規(guī)律,固氣相導熱系數(shù)比對土壤導熱系數(shù)的影響規(guī)律,討論了孔隙率、固氣相導熱系數(shù)等因素對分形土壤有效導熱系數(shù)的影響,此外,采用分形理論,將土壤簡化為由毛細通道組成的多孔介質(zhì),并應用分形隨機行走方法,通過編寫Matlab程序建立了分形土壤的傳質(zhì)模型,并在此基礎上通過編程迭代得到了彎曲度分形維數(shù)與土壤滲透率之間的變化規(guī)律。利用本文中建立的隨機分形傳熱模型,結(jié)合土壤結(jié)構(gòu),建立了地下土壤的分形飽和模型與非飽和模型,并采用TDMA迭代算法,自行編寫Matlab程序?qū)Φ叵侣窆芘c分形土壤換熱過程進行模擬計算,本文對在夏季與冬季的不同氣候條件下的穩(wěn)態(tài)地下?lián)Q熱過程進行了模擬計算,得到了穩(wěn)態(tài)地下?lián)Q熱的溫度場分布以... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 分形理論與模型建立
    2.1 基本分形理論
        2.1.1 分形幾何學
        2.1.2 分形的重要特征
        2.1.3 分形構(gòu)造方法
    2.2 分形傳熱模型
        2.2.1 分形傳熱模型構(gòu)造方法
        2.2.2 基質(zhì)生成法編程算法
        2.2.3 孔隙生成法編程算法
    2.3 分形傳質(zhì)模型
        2.3.1 分形滲流理論
        2.3.2 物理模型與編程算法
3 分形土壤模型傳熱傳質(zhì)系數(shù)模擬結(jié)果分析
    3.1 分形土壤導熱系數(shù)分析
        3.1.1 相同孔隙率條件下隨機多孔分形結(jié)構(gòu)對有效導熱系數(shù)的影響
        3.1.2 孔隙率對土壤有效導熱系數(shù)的影響
        3.1.3 固氣相導熱系數(shù)比λ對導熱系數(shù)的影響
    3.2 分形土壤滲透率分析
        3.2.1 彎曲度分形維數(shù)的擬合
        3.2.2 彎曲度分形維數(shù)對土壤滲透率的影響
4 穩(wěn)態(tài)土壤分形傳熱特性研究
    4.1 土壤分層分形結(jié)構(gòu)
        4.1.1 土壤分層結(jié)構(gòu)
        4.1.2 本文采用的土壤分層分形結(jié)構(gòu)
    4.2 物理模型
    4.3 數(shù)學模型及編程算法
        4.3.1 編程算法
        4.3.2 邊界條件及初始條件
    4.4 飽和與非飽和土壤模型傳熱特性對比分析
        4.4.1 飽和土壤地下埋管傳熱溫度分布
        4.4.2 非飽和土壤地下埋管傳熱溫度分布
        4.4.3 飽和與非飽和模型的傳熱特性對比分析
5 非穩(wěn)態(tài)土壤分形傳熱特性研究
    5.1 物理模型
    5.2 數(shù)學模型及編程算法
        5.2.1 數(shù)學模型
        5.2.2 編程算法
        5.2.3 邊界條件及初始條件
    5.3 非穩(wěn)態(tài)分形土壤模型傳熱特性分析
        5.3.1 土壤運行過程溫度變化特性
        5.3.2 土壤間歇過程溫度變化特性
        5.3.3 不同工況下土壤蓄運行溫度變化特性
        5.3.4 與實驗數(shù)據(jù)對比
    5.4 基于滲流模型與無滲流模型的傳熱特性對比分析
        5.4.1 滲流過程機理
        5.4.2 滲流模型
        5.4.3 基于滲流模型的分形土壤傳熱特性
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]地源熱泵間歇運行地溫變化特性及恢復特性研究[J]. 尚妍,李素芬,代蘭花.  大連理工大學學報. 2012(03)
[2]多孔介質(zhì)有效導熱系數(shù)的實驗與模擬[J]. 史玉鳳,劉紅,孫文策.  四川大學學報(工程科學版). 2011(03)
[3]土壤樣品有效導熱系數(shù)的分形計算模型[J]. 徐琳,張旭,徐進波.  可再生能源. 2009(01)
[4]分形多孔介質(zhì)導熱數(shù)值模擬分析[J]. 王唯威,淮秀蘭.  工程熱物理學報. 2007(05)
[5]分形圖的生成算法研究[J]. 徐淑平,李春明.  微機發(fā)展. 2005(09)
[6]二維格子逾滲結(jié)構(gòu)多孔介質(zhì)滲透率的研究[J]. 劉志峰,王曉宏.  自然科學進展. 2004(01)
[7]多孔介質(zhì)輸運性質(zhì)的分形分析研究進展[J]. 郁伯銘.  力學進展. 2003(03)
[8]多孔介質(zhì)分形模型的難點與探索[J]. 張東暉,楊浩,施明恒.  東南大學學報(自然科學版). 2002(05)
[9]多孔介質(zhì)導熱的分形模型[J]. 施明恒,樊薈.  熱科學與技術(shù). 2002(01)
[10]基于分形理論的多孔介質(zhì)導熱系數(shù)研究[J]. 陳永平,施明恒.  工程熱物理學報. 1999(05)

博士論文
[1]含濕巖土間歇蓄/放熱傳熱傳質(zhì)研究[D]. 尚妍.大連理工大學 2012
[2]分形理論的若干應用[D]. 鄒明清.華中科技大學 2007
[3]多孔介質(zhì)擴散、導熱、滲流分形模型的研究[D]. 張東輝.東南大學 2003



本文編號：2897349