基于风洞模拟的不同出风口高度导风板的聚风效应

摘要

[目的]揭示不同出风口高度导风板下的风速流场特征及规律,阐明其聚风效能,进而为导风板配置模式提供理论支撑。[方法]应用风洞模拟手段,测定不同风向夹角(β=90°,β=60°,β=45°和β=30°)条件下,不同出风口高度(h=3 cm,h=5 cm,h=7 cm,h=9 cm)导风板的流场特征,分析1/2出风口高度处的相对风速。从而选取风向夹角(β)、出风口高度(h)、来流风速(V 0)以及距离导风板的水平距离(x)等对导风板1/2出风口高度处各点位风速〔V(x)〕进行多元回归建模。[结果](1)各风向夹角条件下,不同出风口高度导风板均形成一定范围的强风区和增速区,但不同出风口高度及风向夹角下其流场特征存在差异。β=90°时,h=3 cm和h=5 cm导风板的增速区和强风区影响范围分别为最大;β=60°时,h=9 cm导风板形成的增速区和强风区影响范围均最大;β=45°和β=30°时,h=9 cm导风板增速区和集流加速区影响范围均最大。(2)β=90°和β=60°时,各导风板1/2出风口高度处相对风速随水平距离的变化近似呈“N”形。由于狭管效应,在0.5 H(H为模型高度)处达到相对风速峰值,而后气流发生扩散,到2 H处降至最低值。随迎风夹角减小,导风板垂直风向投影面积急剧减小,过境气流在板后汇集,此时对水平测点1 H后气流有较强加速效果。(3)1/2出风口高度处导风板风速预测模型为V(x)=-0.144+0.145 h+(-0.022)β+0.808 V_(0)+0.092 x(R^(2)=0.758)。[结论]风向夹角β=60°时,h=9 cm导风板聚风效果最优;构建的预测模型参数选用较为合理,模型拟合程度较高,可为导风板干扰下1/2出风口高度处各点位风速预测提供理论支撑。