太阳池形成机理的数值模拟与实验研究

发布时间：2021-06-30 15:49

　　本文在双扩散对流理论基础上对太阳池形成机理进行了研究。文章中给出了山东寿光地区的大气温度函数、土壤温度函数和盐水的物性参数,从理论上得出了盐水对太阳辐射能吸收原理。重点分析了浊度和池底反射率对盐水池热性能的影响及盐水池的稳定性。基于对盐水热物性的分析,本文建立了盐水池物理模型。在数学模拟方面,建立了盐水池的控制方程,给定了初始、边界条件;对空气温度、太阳辐射、蒸发等做了合理的简化;应用FLUENT软件对二维模型下盐水池内的密度梯度、温度场分布等进行了模拟。模拟结果显示,不同浓度的盐水池在日照条件下将不形成沿深度方向的密度梯度。在实验方面,本文完成了盐水池实验装置的搭建,不同浓度的盐水配比等一系列工作。在不同季节对盐水池温度和浓度进行了数据采集。对室内和室外盐水池的测量结果分析可得,不同浓度的盐水池不能形成沿深度方向的密度梯度,与模拟计算结果一致;当在盐水池表面添加2cm淡水,形成了浓度梯度,盐水池变为太阳池。忽略外界条件的干扰（如风对池表面吹拂扰动等）,分层的液体由分子运动扩散而达到平衡需要较长时间。本文主要从实验结果和数值模拟计算结果两个方面进行了对比分析,对于温度场和浓度场的分布、... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 太阳池技术简介
    1.2 太阳池原理及结构
    1.3 太阳池技术发展趋势
    1.4 太阳池形成理论的研究进展
    1.5 本课题研究内容、背景及意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 本课题的背景及意义
第二章 双扩散对流理论
    2.1 双扩散对流理论简介
    2.2 双扩散对流的数学物理模型
        2.2.1 腔体模型
        2.2.2 二维Boussinesq 模型
        2.2.3 k- ε模型
    2.3 实验研究
    2.4 本章总结
第三章 盐水池环境参数及物理性能分析
    3.1 参数模型
        3.1.1 大气温度
        3.1.2 土壤温度
        3.1.3 物性参数
    3.2 可用太阳辐射能及盐水池对太阳辐射的吸收
        3.2.1 可用太阳辐射
        3.2.2 太阳辐射能在池水中的吸收
    3.3 浊度和池底反射率对盐水池热性能的影响
        3.3.1 盐水的辐射透射率
        3.3.2 浊度对盐水池性能的影响
        3.3.3 池底反射率对盐水池性能的影响
    3.4 盐水池稳定性分析
    3.5 本章小结
第四章 盐水池数学模型分析
    4.1 数值方法简介
    4.2 控制方程的建立与初始、边界条件的给定
    4.3 简化说明
    4.4 数值模拟结果与分析
    4.5 本章小结
第五章 盐水池的实验研究
    5.1 盐水池的建造与池水的配制
    5.2 太阳辐射及大气温度的测量
    5.3 盐水温度和浓度的分布测量
    5.4 实验结果分析
        5.4.1 浓度均匀盐水池实验研究
        5.4.2 双分层盐水池实验研究
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]双扩散对流系统问题的研究进展[J]. 郑珺婷,詹杰民.  力学进展. 2002(03)
[2]温盐双扩散系统中均势场的二维模拟[J]. 詹杰民,万卓培,王香蕊.  水动力学研究与进展（A辑）. 1998(04)



本文编号：3258035