河北张家口075000
摘要：本文将分形理论与流体力学和暖通空调结合，利用实验测得空调送风的速度数据，并利用MATLAB软件计算分形维数。对分形维数和空调送风扩散角的关系进行了研究，并利用回归分析建立了关系函数式。结果表明：扩散角随分形维数的增大而增大。
关键字：分形维数；扩散角；速度
Fractal dimension is applied to describe the structural characteristics of indoor air conditioning.
Xian Muxi Niu Yanxu
Abstract: in this paper, the fractal theory is combined with fluid mechanics and HVAC, and the velocity data of air conditioning air supply is measured by experiment, and the fractal dimension is calculated by MATLAB software. The relationship between fractal dimension and air supply air diffuser angle is studied. The results show that the diffusion angle increases with the increase of fractal dimension.
Keywords: fractal dimension; diffusion angle; velocity
1.引言
在空调设计阶段，气流组织的计算是比较重要的环节，室内空气运动主要受到送风口射流的影响。送风口形式、大小和安装位置直接影响射流的混合程度、射流方向、射流断面形状等，因此送风口在空调通风系统中扮演着重要的角色，而不同风格的送风口其射流的流型以及运动规律也各异。
2.分形维数的计算
2.1实验获取速度数据
本实验空调送风方式为顶送。风口直径为17cm的圆形射流风口。本文采集的速度信号数据来自距离空调送风口垂直距离20cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、110cm、120cm、130cm、140cm和150cm的轴心射流处。实验方法为每个高度轴心处单次单点测量，避免所有轴心高度同时测量时，上面测点对下面测点测量结果的影响。采样间隔0.1s，每组1000次采样。
2.2分形维数的计算
本文采用盒维数的方法计算速度数据的分形维数
N(r)：指用来覆盖被测对象所需边长为r的n维盒子的最小数目；
D：被测对象的盒计数维数。
将实验测得的速度数据导入MATLAB软件，利用MATLAB里面的盒维数程序进行分形维数的计算。
3.数学模型的建立
3.1分形维数D和湍流强度I
利用回归分析法对湍流强度I和分形维数D进行分析，可以看到分形维数D随湍流强度I的增加而增加。
—扩散角；
K—实验系数，与风口结构有关；
D—分形维数。
通过扩散角和分形维数的关系函数式可以看到，扩散角随分形维数D的增大而增大。
4.结论
本文通过建立紊流系数a和湍流强度I的关系函数式，分形维数D和湍流强度I的函数关系式，结合紊流系数a和扩散角θ的关系函数式，推导出分形维数D和扩散角θ的关系函数式。通过分形维数可以直接计算出扩散角，由关系函数式可以看出扩散角随分形维数的增大而增大。
创新基金项目编号：XA201819
参考文献
[1]陆亚俊.暖通空调[M].中国建筑工业出版社.2015.12.
[2]蔡增基,龙天渝.流体力学泵与风机[M].中国建筑工业出版社.2009.11.
论文作者:鲜沐希,牛彦旭
论文发表刊物:《科技新时代》2018年8期
论文发表时间:2018/10/19
标签：分形论文; 射流论文; 湍流论文; 函数论文; 空调论文; 关系论文; 速度论文; 《科技新时代》2018年8期论文;