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申请/专利权人：东方电气集团东方电机有限公司;青岛理工大学

摘要：本发明公开了一种基于仿射变换的中深层地源热泵同轴换热器的模拟方法，涉及中深层地源热泵技术领域，针对中深层地源热泵同轴换热器模拟过程中遇到的计算难题，该方法首先依据中深层地源热泵地埋管换热器的实际物理特性，构建出精确的数值模型。通过步骤一至步骤五，结合模型数据集，采用仿射变换对控制方程进行优化，利用MATLAB和ANSYSFluent软件进行数值模拟，并通过自编辑函数UDF将两者结合，最终实现对井下同轴换热器的高效模拟和优化设计。该方法将复杂的物理过程通过数学模型和数值仿真进行优化，利用仿射变换简化方程，并通过结合不同的软件工具进行多层次的仿真和修正，最终实现对地埋管换热器性能的精确预测和优化。大幅降低了计算复杂度，提高了模拟效率。

主权项：1.一种基于仿射变换的中深层地源热泵同轴换热器的模拟方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一、根据实际情况，针对同轴套管式中深层地埋管换热器，热源循环水在循环水泵的驱动下，从外管向下流动，通过外管管壁与周围土壤进行换热过程，形成第一换热过程；同时通过内管管壁与内管水进行换热，形成第二换热过程；根据能量平衡和传热原理，利用质量守恒、能量守恒和动量守恒基本方程，建立地埋管换热器的数学模型；并根据第一换热过程和第二换热过程进行分析，获得内管流体与外管流体之间单位长度换热系数Ki公式、外管流体与钻孔壁之间单位长度换热系数Ko公式、第一外管流体控制方程、第一内管流体控制方程和第一土壤控制方程；步骤二、采集第一换热过程中和第二换热过程中的相关数据，建立模型数据集，并对模型数据集进行预处理和无量纲处理；步骤三、对第一外管流体控制方程和第一内管流体控制方程进行仿射变换，根据需模拟的实际情况，按需要确定变换的系数，第一外管流体控制方程和第一内管流体控制方程，代入利用步骤一和步骤三中的控制方程和仿射变换重新生成数学表达式，获得第二外管流体控制方程、第二内管流体控制方程和第二土壤控制方程；步骤四、对管内流体通过MATLAB软件进行模拟，对土壤使用ANSYSFluent软件进行模拟；步骤五、通过自编辑函数UDF将管内外管内外的MATLAB软件和ANSYSFluent软件联合起来，修正地埋管换热器的数学模型计算方法。

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