[發明專利]一種基于EFDC程序改進的水面熱交換數值模擬方法在審
| 申請號： | 201710255144.5 | 申請日： | 2017-04-13 |
| 公開（公告）號： | CN107122533A | 公開（公告）日： | 2017-09-01 |
| 發明（設計）人： | 張少雄;張偉星;呂飛;趙恒達;司佳;蔣振中;閆海真 | 申請（專利權）人： | 石家莊鐵道大學 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 050000 河*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 efdc 程序 改進 水面 熱交換 數值 模擬 方法 | ||
1.一種基于EFDC程序改進的水面熱交換數值模擬方法，其特征在于：包括：導入邊界數據，然后劃分計算網格，設置邊界條件，設置初始條件，然后編寫新代碼，嵌入EFDC程序，進行代碼調試，然后輸入水面熱交換參數，進行模型驗證，若模型驗證不精確，則從新設置邊界條件以及從新進行代碼調試，若模型驗證精確，則進行模型計算，最后進行后處理。
2.根據權利要求1所述的一種基于EFDC程序改進的水面熱交換數值模擬方法，其特征在于：其中嵌入EFDC程序的具體步驟為：在EFDC程序中嵌入水面熱交換模型；
水面熱模型交換主要包括輻射、蒸發和熱傳導三部分，通過水面而進入水體的熱通量為：
式中，為太陽短波輻射；為大氣長波輻射；為水體長波返回輻射；為水面蒸發熱損失；為熱傳導通量；
其中太陽短波輻射的計算方式為：
水體凈吸收的太陽短波輻射通量為
式中，為太陽短波輻射；γ為水面反射率，取0.03；C為云層覆蓋率；進入水體的太陽輻射部分在水面被吸收，其余部分按指數衰減進入水體深處，計算公式為：
式中，β是水體表面吸收率；η為衰減系數；H為水深；
大氣長波輻射的計算方式為：
大氣長波輻射強度取決于氣溫和云量，計算公式為：
式中，Ta是氣溫；γa是長波反射率，取0.03；σ為Stefan-Boltzman常數，取5.67×10-8(W/m2·K4)；εa為大氣發射率，在晴天為：
εac＝1-0.261·exp(-0.74×10-4Ta2)(5)
在多云天修正為：
εa＝εac·(1+K·C2) (6)
式中，C為云層覆蓋率；參數K與云層高度有關，均值為0.17；
水體長波的返回輻射的計算方式為：
式中，εw為水體的長波發射率，取0.97；Ts為水表面溫度；
水面蒸發熱損失的計算方式為：
水面蒸發熱通量大多根據空氣與水面的蒸發壓力計算：
式中，f(W)是風函數，反映了自由對流和強迫對流對蒸發的影響，計算式為：
f(W)＝9.2+0.46W2 (9)
式中，W為風速；es為對應于水面溫度的飽和水汽壓；ea為蒸汽壓；
熱傳導通量的計算方式為：
當水溫與氣溫有溫差時，水氣界面上會通過傳導進行熱交換，熱傳導通量正比于溫差：
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