计算风工程中 k-ε模型的边界条件研究

第23卷　第1期空气动力学学报V ol.23,N o.1 2005年03月ACTA AER ODYNAMICA SINICA Mar.,2005　文章编号:025821825(2005)0120097206计算风工程中k2ε模型的一类边界条件杨　伟1,顾　明1,陈素琴2(1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海　200092;2.同济大学应用数学系,上海　200092)摘　要:给定适当的湍流来流边界条件是计算风工程中一个重要的问题。

然而通常情况下,由于问题的复杂性,很难给定一个既满足边界层自保持要求又与试验相符的边界条件。

本文首先从模型方程本身出发,推导出一类近似满足κ2ε模型自保持边界条件要求的湍动能表达式。

此表达式与有关文献建议的湍流边界条件比较,可以考虑湍动能随高度的变化,因而更符合实测规律;然后基于风洞试验数据,定义了一组k2ε模型中的模型常数;最后通过模拟风洞试验的算例,验证并分析了此类湍动能边界条件配合试验常数,在标准k2ε模型中模拟均匀大气边界层的适用性。

关键词:计算风工程;标准k2ε模型;边界条件中图分类号:O357.5 文献标识码:AΞ0　引　言 给定适当的湍流来流边界条件是计算风工程(C om putational Wind Engineering,CWE)模拟中一个重要的问题,对于计算风工程而言,模拟大气边界层本身与模拟建筑物绕流是同等重要的工作。

构成适当的大气边界层模型的两个要求之一是“水平均匀性”(horizontal hom ogeneity)。

水平均匀性要求所有变量沿流线方向的梯度为0,也即在没有任何障碍物的简单边界层流动情况下,进流处的速度和湍动能剖面维持到出流边界上保持不变。

满足这种条件的边界层称之为自保持平衡边界层。

要获得自保持平衡边界层,则要求入流边界条件与所采用的湍流模型相协调。

除此之外,还要求所设置的边界条件应当与场地实测或风洞试验数据吻合。

然而通常情况下,由于问题的复杂性,很难给定一个既在理论上满足边界层自保持要求又与试验数据相符的边界条件。

基于k-ε模型模拟平衡态大气边界层的比较研究罗凯文;杨易;谢壮宁【期刊名称】《工程力学》【年(卷),期】2018(35)2【摘要】平衡态大气边界层的准确模拟是计算风工程领域的基础性难题,也是研究热点问题之一。

该文首先对近年来国内外针对这一问题的理论研究成果按入流边界条件、湍流模型参数、附加源项模型以及壁面函数模型等四个方面进行了全面梳理和系统总结,并建议了一组新的标准k-ε模型湍流模型参数和通用壁面函数模型表达式。

接着,采用计算流体动力学方法,建立简单边界层流动数值风洞模型,按照以上四种类别采用递进的方法对这些理论成果进行了详细的数值模拟验证和比较分析。

结果表明:基于湍动能k方程解析解的入流边界条件并不必然会生成平衡态边界层,它和湍动能剖面的数学模型表达形式关系很大;除入流湍流边界条件外,湍流模型参数取值及壁面函数对平衡态大气边界层的模拟亦有较大影响,而增加源项并不能有效改善速度和湍动能剖面在整个流域范围的自保持性。

该文对这一类问题的研究具有一定参考价值。

【总页数】9页(P21-29)【关键词】计算风工程;平衡态大气边界层;标准k-ε模型;入流边界条件;壁面函数【作者】罗凯文;杨易;谢壮宁【作者单位】华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】O357.4【相关文献】1.基于SST k-ω湍流模型的平衡大气边界层模拟 [J], 胡朋;李永乐;廖海黎2.基于标准k-ε模型的平衡大气边界层模拟 [J], 张建;杨庆山3.基于平板地形的流向均匀大气边界层比较分析 [J], 任会来;张晓东;康顺4.基于标准k-ε模型的平衡大气边界层研究 [J], 石保同;张希斌;黄文锋5.基于无线电掩星数据,探空资料以及再分析资料估算大气边界层高度的比较 [J], Jie Gu;Yehui Zhang;Na Yang;Rui Wang因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

计算风工程中 k-ε模型的边界条件研究郭威;张悦【摘要】从 k-ε湍流模型控制方程入手，对两类满足平衡大气边界层理论要求的入口边界条件进行了详细分析，比较了二者的理论差异。

然后以我国公路桥梁抗风规范中建议的 A 类风场为来流条件，定义了相应的 k-ε模型常数与壁面条件，使用两类边界条件进行数值模拟。

计算结果表明：两类边界条件结合相应的模型常数与壁面条件，均能在数值模拟中构建基本满足规范要求的平衡大气边界层，但各有其适用范围。

在此基础上，对模型常数 C 1和湍动能耗散率与数值模拟结果之间的关系进行了研究，采用修改模型常数与边界条件的方法，改善了数值模拟结果。

%Proceeded from the k-ε turbulence model control equation,two kinds of boundary conditions meet the theoretical conditions of horizontally homogenous Atmosphere Boundary Lay-er(ABL)were studied in detail,and their theoretical differences were compared.And then the class A wind field,which is suggested by the Chinese Wind-resistant Design Specification for Highway Bridges,was simulated as the inlet flow conditions in full scale using these two kinds of boundary conditions,with adapted k-ε model constants and wall conditions well defined.The re-sults show that,in numerical simulation,both two kinds of boundary conditions,combined with adapted model constants and wall conditions,are able to construct horizontally homogenous ABL,which basically satisfy the conditions required by the code,but each has its own applicable scope.Based on these works,the relation between model constant C 1 ,turbulent dissipation rateε and the numerical simulationresults was studied,and a method to improve the results by modi-fying model constant andε was introduced.【期刊名称】《空气动力学学报》【年(卷),期】2016(034)004【总页数】6页(P530-535)【关键词】k-ε 湍流模型;平衡大气边界层;边界条件【作者】郭威;张悦【作者单位】福建省交通规划设计院，福建福州350004;福建省交通规划设计院，福建福州 350004; 长安大学公路学院，陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】V211.3正如风洞试验需要在风洞内重现充分发展的大气边界层，在计算风工程中，构建水平均一的（horizontally homogenous）大气边界层是保证数值模拟结果准确可靠的关键前提。

International Journal of Fluid Dynamics 流体动力学, 2023, 11(2), 36-44 Published Online June 2023 in Hans. https:///journal/ijfd https:///10.12677/ijfd.2023.112004高层建筑外廊行人风环境研究刘明海1，石 芬21天一建设发展有限公司，河南 郑州2河南理工大学土木工程学院，河南 焦作收稿日期：2023年3月29日；录用日期：2023年4月7日；发布日期：2023年6月12日摘要为了研究高层建筑塔楼外廊区域的行人风环境，进行了一系列的数值模拟研究。

研究结果表明，当来流风向与建筑面垂直时，外廊行人区域整体风速偏小，随着来流风向与建筑立面夹角的增大，塔楼外廊行人高度处风速逐渐增大，最大风速通常出现在外廊的拐角区域。

随着外廊宽度增加，行人高度处的风速有所增大，随着外廊围栏高度的增加，外廊行人高度处的风速逐渐减小。

最终考虑不同建筑尺寸，提出了塔楼外廊最大风速加速比的经验公式，可为高层建筑外廊的行人风环境评估提供参考。

关键词行人风环境，外廊，加速比，数值模拟，高层建筑Study on Pedestrian Wind Environment in Out-Corridor of High-Rise BuildingMinghai Liu 1, Fen Shi 21Tianyi Construction Co., Ltd., Zhengzhou Henan2School of Civil Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo HenanReceived: Mar. 29th , 2023; accepted: Apr. 7th , 2023; published: Jun. 12th, 2023AbstractIn order to study the pedestrian wind environment in the out-corridor of high-rise buildings, a se-ries of CFD simulations were carried out. The results show that when the wind direction is per-pendicular to the building surface, the wind speed in the pedestrian area of the outer corridor is relatively small, and gradually increases with the increase of wind direction angle. The maximum wind speed usually occurs in the corner area of the outer corridor. Meanwhile, the wind speed in-creases with the width of the corridor increases, and decreases with the height of the corridor刘明海，石芬fence. Considering different building sizes, an empirical formula for the maximum speed-up ratio of the out-corridor was proposed, which can provide reference for the assessment of pedestrian wind environment.KeywordsPedestrian Wind Environment, Out-Terrace, Speed-Up Ratio, Numerical Simulation, High-Rise BuildingCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言高层建筑附近区域的局部强风可能使行人行走困难，甚至造成行人被吹倒跌伤等安全事故，城市“峡谷风”是当今城市所面临的20种新城市灾害之一。

fluent中常见的湍流模型及各自应用场合湍流是流体运动中的一种复杂现象，它在自然界和工程应用中都非常常见。

为了模拟和预测湍流的行为，数学家和工程师们开发了各种湍流模型。

在Fluent中，作为一种流体动力学软件，它提供了多种常见的湍流模型，每个模型都有其自己的适用场合。

1. k-ε 模型最常见的湍流模型之一是k-ε模型。

该模型基于雷诺平均的假设，将湍流分解为宏观平均流动和湍流脉动两个部分，通过计算能量和湍动量方程来模拟湍流行为。

k-ε模型适用于边界层内和自由表面流动等具有高湍流强度的情况。

它还适用于非压缩流体和对称或旋转流动。

2. k-ω SST 模型k-ω SST模型是基于k-ε模型的改进版本。

它结合了k-ω模型和k-ε模型的优点，既能够准确地模拟边界层流动，又能够提供准确的湍流边界条件。

SST代表了"Shear Stress Transport"，意味着模型在对剪切流动的边界层进行处理时更为准确。

k-ω SST模型适用于各种湍流强度的流动，特别是在激烈湍流的边界层内。

3. Reynolds Stress 模型Reynolds Stress模型是一种基于雷诺应力张量模拟湍流的高级模型。

它考虑了流场中的各向异性和非线性效应，并通过解Reynolds应力方程来确定流场中的张应力。

由于对流场的湍流行为进行了更精确的建模，Reynolds Stress模型适用于湍流流动和涡旋流动等复杂的工程应用。

然而，由于模型的计算复杂度较高，使用该模型需要更多的计算资源。

4. Large Eddy Simulation (LES)Large Eddy Simulation是一种直接模拟湍流的方法，它通过将整个流场划分为大尺度和小尺度的涡旋来模拟湍流行为。

LES适用于高雷诺数的流动，其中小尺度涡旋的作用显著。

由于需要同时解决大尺度和小尺度涡旋的运动方程，LES计算的复杂度非常高，适用于需要高精度湍流求解的工程应用。

试析室外风环境CFD模拟0.引言CFD具体指的是计算流体力学的一种模拟测算与设计方式，这种方式近似于方程求解的计算方式。

随着我国商用软件的不断开发与应用，CFD模拟计算技术在工程界逐渐发挥出越来越大的实际作用。

本文主要对室外风环境下CFD模拟的建筑设计要素进行探究，结合CFD模拟设计案例进行分析与研究，为我国今后的室外风环境CFD模拟规划与设计工作提供可行性参考。

1.室外风环境下的CFD模拟建筑设计机理1.1选取有效的数学参考模型在我国常见的建筑小区内部，室外风环境的流动特征具有不可压缩性与低速湍流性。

常用的数学模型具体分为大涡模拟模型及标准k-ε模型等多种形态。

其中大涡模拟模型旨在利用非稳定状态的NS方程式来直接模拟大尺度涡，通过这种方式对区域环境内的CFD模拟情况进行准确测算与记录[1]。

大涡模拟模型在使用过程中不会直接计算小尺度涡，对计算机的速度与内存要求较高，往往还需要计算很长时间，在使用过程中需要根据实际情况进行准确选择。

标准k-ε模型的使用成本较低，其数值波动较小，但计算结果以及精密度较高，在低速湍流数中的应用效果显著。

建筑规划设计人员在实践工作中应根据不同模型的实际特征，准确选择相应的数学参考模型进行计算。

1.2选择正确的计算区域及物理模型随着我国建筑形式的不断发展与变化，当下社会在建筑风格设计的多样性与功能性上出现了极大的改变，小区建筑在正常规划与设计的过程中更需要切实满足住户的是要求，在规模形态的设计与要求上更需要符合整体区域环境的特征，切实保证小区建筑的整体性与功能性[2]。

小区建筑在使用过程中风场作用的范围较大，因此，建筑规划设计人员在实践过程中应对小区建筑的整体区域环境进行准确判断与计算，如果过分增大计算区域，则会相应的增加计算成本，但是如果计算区域不足，则会严重影响规划设计的质量及准确性，因此，如何选择计算区域逐渐成为建筑规划设计人员需要重点关注的问题。

同样，建筑规划设计人员在选择小区模型的过程中，一般都应该选用AUTCAD来进行设计，以此提高建筑模型的精准程度，但在某些特殊情况下，为减小计算的节点、加快模型制作的速度，建筑规划设计人员往往需要忽略实际建筑群当中的微小凹凸处，直接选用与实际建筑接近的模型，通过计算结果进行准确分析。

时发生故障时，各设备故障的条件概率。

根据计算，P（I3=1|S=1）=17.9678%，为母线和电压互感器组成的串联单元I3的条件概率最大。

因为电压互感器有冗余设计，而母线I3无冗余设计。

所以一旦牵引母线发生故障，将直接影响整个牵引变电所的供电。

可以认为牵引母线是牵引变电所可靠性最薄弱的环节。

3.4 系统可靠性分析系统可靠性框图如图7所示。

图7 系统可靠性框图供电变电所层接触网层牵引变电所层城市轨道交通交流牵引供电系统的可靠性为3个子系统的可靠性串联。

根据上述3个子系统的可靠性的分析可知：提高供电变电所可靠性的关键是提高母线和元件的可靠性。

采用冗余的方法简单有效。

牵引变电所提高可靠性方法和中心变电所类似。

由于接触网可靠性最低，影响整个供电系统的可靠性。

因此要提高基础网的可靠性，需要提高锚段每部分的可靠性。

4 结论本文对城市轨道交通的三相交流牵引供电系统的组成和工作原理进行了深入研究。

针对供电系统建立了可靠性模型，并采用贝叶斯网络图对可靠性进行评估。

识别出了供电系统的关键故障事件，并提出了提高系统可靠性的建议。

这些研究成果为相关领域的进一步研究和应用提供了重要的参考价值。

参考文献[1]李洁，解绍锋，陈祯怡.城轨三相交流牵引供电系统中心变电所可靠性分析[J].电气化铁道，2021，32（5）：80-85. [2]陈祯怡.城市轨道交通三相交流牵引供电系统供电能力研究[D].成都：西南交通大学，2021.[3]蒋俊.城市轨道交通交流牵引供电系统可靠性研究[D].成都：西南交通大学，2019.随着全球对环境问题的关注度不断提高，建筑行业也在寻求环保的解决方案。

传统的机械通风系统虽然能够满足室内空气质量的要求，但需要消耗大量的能源，增加了碳排放，并在某些情况下产生噪声和不适感。

因此，寻找一种可持续、更环保的通风解决方案成了亟需解决的问题。

在此背景下，自然通风作为一种有潜力的技术开始受到广泛关注和应用。

自然通风通过优化建筑设计，引入自然气流和风力，实现室内外空气的交换和流通，从而提高室内空气质量、降低能耗以及提高人们的舒适感。

低层四坡屋面风荷载数值模拟李翊;凌育洪;刘伯洋【摘要】结合低层建筑风荷载特性研究现状,采用流体力学软件Fluent14.5,对几何尺寸为24 m×16 m×4 m的低层四坡屋面房屋模型的风压分布规律进行数值模拟研究,最终选取变化规律与东京工艺大学风洞试验结果较吻合的重整化群κ-ε湍流模型进行后续研究.在此基础上,深入研究了不同风向角下低层四坡屋面坡角、风向角以及相邻房屋风致干扰对风压分布规律的影响,根据各工况下风压系数的变化,总结各因素影响规律得出:①较高的负平均风压系数总是出现在迎风方向的气流分离面附近,在斜风向角下,屋面屋脊局部最大风压达到极值;②相邻建筑干扰产生的遮挡效应和狭缝效应会使屋面风压产生复杂变化,设计时应考虑这种影响.【期刊名称】《广东土木与建筑》【年(卷),期】2018(025)010【总页数】7页(P26-32)【关键词】低层四坡屋面;数值模拟;风向角;坡角;相邻房屋【作者】李翊;凌育洪;刘伯洋【作者单位】华南理工大学土木与交通学院广州510641;华南理工大学土木与交通学院广州510641;亚热带建筑科学国家重点实验室广州510641;普华永道会计师事务所广州510623【正文语种】中文【中图分类】TU312+.10 引言我国沿海地区常遭受台风的袭击，台风的侵袭往往造成大量的人员伤亡和财产损失。

而风致灾害中以低层建筑屋盖的破坏为主［1］。

低层四坡屋面是我国东南沿海地区常见的屋面形式，但在我国《建筑结构荷载规范：GB 50009-2012》［2］中并没有对四坡屋面的风荷载体型系数给出相关规定，因此，研究低层四坡屋面风压分布规律具有重要的现实意义。

风工程界关于低层建筑风压分布及周围风场的研究主要采用以下3种方法：一是风洞试验，二是现场实测，三是数值模拟CFD方法。

李秋胜［3-5］对我国东南沿海台风登陆地区开展了一系列的实测研究，实测结果表明：由于来流风受到了低层建筑房屋转角处、屋面前沿以及屋脊的阻挡，气流在上述区域产生了脱落和分离，因此屋面的边缘及屋脊处的局部风压系数远高于屋面平均风压系数，同时也产生较大的脉动风压，在不同工况下，屋檐的角部也是风压标准差峰值产生的地方。

基于CFD技术的城市风环境设计策略研究-以重庆市永川区凤凰湖城市设计为例吴鑫;曾佑海【摘要】Wind comfort is an important requirement in urban areas. This study il ustrated by the Yongchuan Phoenix Lake urban designto simulate the flow-field of the urban design areas. Based on the exceedance-probability method, the map of wind discomfort threshold exceedance probabilitieswas present, and the pedestrian level wind environment in this area was evaluated and optimized,while hoping to provide inspiration for the development of urban planning and design in the future.%风环境是城市环境的一个重要组成部分。

本文以重庆市永川区凤凰湖城市设计为例，建立适用于城市复杂环境条件下的风场分析模型。

基于概率阈值法，对场地风速超越行人舒适阈值的概率进行数值模拟。

通过模拟结果分析了场地风环境的特征及其对行人舒适度的影响，并提出相应的场地风环境品质改善策略。

希望对未来的城市规划与设计有所帮助。

【期刊名称】《建筑与文化》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】2页(P158-159)【关键词】CFD模拟;城市风环境;概率阈值法【作者】吴鑫;曾佑海【作者单位】重庆大学建筑城规学院;重庆大学建筑城规学院【正文语种】中文1.引言随着城市发展规模的不断扩大，快速城市化所带来的诸如城市热岛、交通拥堵、公共空间不足、空气污染等问题导致城市环境日益恶化。

建筑设计·理论2021年10月第18卷总第405期基于CFD数值模拟的校园风环境改造及优化研究——以中国石油大学为例张　能1，王海鑫2，俞然刚１［1.中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东青岛　266580；2．山东高速青岛发展有限公司,山东青岛　266100］摘要：以风环境评价标准为依据，基于CFD数值模拟分析对青岛某校园风环境进行优化，分析校园内风环境的通风效率，发现通风不利区域，通过分析成因并对校园内既有建筑采取底层贯通，增加风井、水平遮挡等策略性改造，对校园内场地实施增加绿化、设置口袋公园等优化设计来改善风环境不达标的区域通风效率。

实践证明利用CFD数值模拟方法对校园建筑群的风环境改善和通风效率提高具有很好的效果，同时有助于形成良好的校园环境，对既有建筑群优化和改造有很好的借鉴意义。

关键词：CFD数值模拟；风环境优化；既有建筑改造［中图分类号］TU-85 ［文献标识码］A DOI：10.19892/ki.csjz.2021.28.26Research on Transformation and Optimization of Campus Wind Environment Basedon CFD Numerical Simulation—— A Case of China University of PetroleumZhang Neng1, Wang Haixin2, Yu Rangang1(1.College of Pipeline and Civil Engineering, China University of Petroleum, Qingdao Shandong 266580, China; 2.Shandong Hi-Speed Qingdao Development Co., Ltd., Qingdao Shandong 266100, China)Abstract: Based on the wind environment evaluation standard and CFD numerical simulation analysis, the wind environment of a campus in Qingdao is optimized, the ventilation efficiency of the wind environment in the campus is analyzed, and the adverse ventilation areas are found. By analyzing the causes and adopting strategic transformation of the existing buildings in the campus, such as bottom penetration, increasing air shaft and horizontal shielding, as well as optimized design such as increasing the greening on the campus, setting up pocket park, etc., the ventilation efficiency in areas with unsatisfied wind environment is improved. The practice has proved that the use of CFD numerical simulation method has a good effect on the improvement of wind environment and ventilation efficiency of campus buildings. At the same time, it is helpful to form a good campus environment, and has good reference significance for the optimization and transformation of the existing buildings.Key words: CFD numerical simulation; wind environment optimization; reconstruction of existing buildings城市风环境的合理解决不仅可以提升建筑区内通风效率，而且可以建立舒适的物理环境，对建筑群内行人的舒适度和安全性都有重要影响。

标准k-ε湍流模型标准k-ε湍流模型是一种流体力学中最为广泛使用的湍流模型之一。

它采用了分别描述湍动能和湍流耗散率的两个方程，用于模拟高雷诺数下的湍流运动。

下面将对标准k-ε湍流模型进行详细介绍。

1. 基本原理标准k-ε湍流模型基于雷诺平均 Navier-Stokes (RANS) 方程组，该方程组将流体分解为均值流和湍流部分，其中均值流部分由平均速度、压力和温度组成，湍流部分由湍动速度、湍动压力和湍动温度组成。

在标准k-ε湍流模型中，采用两个方程分别描述湍动速度和湍动能。

2. 方程表达式k方程用于描述湍动速度的大小和分布，其表达式为：$\frac{\partial}{\partial t}(\rho k)+\frac{\partial}{\partial x_j}(\rho u_j k)=\frac{\partial}{\partial x_j}[(\mu+\frac{\mu_t}{\sigma_k})\frac{\partialk}{\partial x_j}]-\rho\epsilon+C_{1\epsilon}(\frac{\epsilon}{k})k$$\rho$为流体密度，$u_j$为速度，$\mu$为流体黏度，$\mu_t$为湍流黏度，$\sigma_k$为可调参数，$C_{1\epsilon}$为常量，$\epsilon$为湍流耗散率。

在上述方程中，第一项表示瞬态效应和压力效应，第二项表示输运效应，第三项表示湍流耗散效应。

需要注意的是，$k$的单位为速度平方，通常是m^2/s^2。

$C_{2\epsilon}$和$C_{3\epsilon}$也为常量，$\sigma_\epsilon$是可调参数。

3. 模型适用范围标准k-ε湍流模型适用于中等到高雷诺数的流动问题，其中雷诺数的大小主要受到惯性力和黏性力的比值影响。

当惯性力占主导地位时，流动将呈现出湍流特征，而当黏性力占主导地位时，流动将呈现出层流特征。

热压罐温度均匀性仿真及实验对比于广锋，郄 方，高大山，端木兵雷（中航工程集成设备有限公司，北京 102206）摘要：文章提出一种简捷快速的CFD（计算流体力学）方法进行热压罐数值模拟：将热压罐简化为二维轴对称模型，并采用UDF（用户自定义函数）计算风机进出口温度，使用多孔介质模型计算加热器及冷却换热器。

并且分别计算了Φ5.5m×12m（直径为5.5m，工作区域长度为12m）的热压罐和Φ5m×6m热压罐的温度均匀性，总结了较大长径比的热压罐温度均匀性改进措施。

计算结果与实验结果对比验证了文章计算方法的合理性。

关键词：复合材料；热压罐；温度场；均匀性中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：2096-2789（2020）20-0001-04作者简介：于广锋，男，博士，工程师，研究方向：设备流体传热与仿真，非标准试验设备。

图1 热压罐结构简化计算模型示意图热压罐是利用高温高压气体制造复合材料的设备[1]。

复合材料在热压罐内受到高温高压固化成型，可以降低孔隙率，改进力学性能，提高产品稳定性[2]。

对复合材料成型质量的影响因素有热压罐温度场均匀性、升降温速率、产品配方、模具的导热性能等。

热压罐运行能源消耗大，运行成本高，因此提高产品经济性、降低能耗是热压罐产品追求的目标之一。

合适的加热、冷却功率应该既能满足复合材料温度场需求，又没有过多的冗余量。

近年来，在国内外相关研究中，针对复合材料成型所需的热压罐工艺及框架模具对温度均匀性的研究较多。

主要采用理论-半理论公式计算[3-5]和CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）计算[6-11]两种方法。

理论-半理论公式利用流动与传热理论模及经验公式可以快速获得平均温度计算结果，但无法得到详细的温度场均匀性结果；而CFD方法可以预测热压罐工作区域的温度均匀性，但是热压罐内部结构复杂，进行三维CFD计算需要花费较多计算机资源和计算时间。