在核设施大型复杂通风系统流动控制研究方向上,团队开展了流道参数和分支流动参数对三通内流动和阻力特性影响的基础研究工作,博士研究生杨海超同学的近期研究成果发表在建筑工程领域顶级期刊《Journal of Building Engineering》上:
Hai-Chao Yang, Zhou Zhang, Xiao-Bin Li, Hong-Na Zhang, Feng-Chen Li, Shu-Shuai Di, Kai-Yang Qu, Effect of Diameter Ratio and Velocity Bias on the Resistance Characteristics of Converging Tees in Nuclear Facility ventilation systems, Journal of Building Engineering 113 (2025) 114202.
本文的内容提要如下:
在核设施通风系统中,汇流三通常在流入未完全发展且存在显著速度偏差的情况下运行,这会导致阻力预测不准确并带来潜在的安全风险。本研究旨在系统地探讨直径比和速度偏差对汇流三通阻力特性影响——这是一个关键但尚未充分研究的问题。通过采用带有 UDF(用户自定义函数)速度剖面的计算流体动力学(CFD)仿真及实验验证,我们分析了不同流量比和偏差条件下的局部损失系数。主要研究结果表明,当超过临界流量比时会发生流动不稳定,而该临界流量比随直径比增大而增加。与顺向偏差相比,反向速度偏差显著降低了该临界流量比,而过大的偏差会普遍导致流动不稳定。这些结果与基于完全发展流假设的手册数据存在显著差异。本研究为理解偏流入条件下汇流三通阻力所受的涡旋动力学及压强场机制提供了新见解。其原创贡献在于量化了偏差引起的不稳定阈值,并提出了实际的设计策略,以提升核通风系统中空气流动分布的准确性和运行安全性。