近日，云南师范大学能源与环境科学学院清洁能源热利用及装备开发团队计算流体力学课题组在国际知名期刊《Energy》（中国科学院SCI一区TOP期刊，IF=9.0）上发表题为“Quantification of thermal stratification and its impact on energy efficiency in solar hot water storage tanks”的研究论文（https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.136243）。学院2023级农业工程专业博士研究生刘佰红为第一作者，高文峰教授为通讯作者。
太阳能储热水箱作为热能存储的核心装置，其结构设计与运行参数直接影响到取热效率。目前的研究仍存在：(1)温度分层水平与系统能源效率之间缺乏量化表征模型；(2)对多因素协同作用机制的系统性研究不足的问题。
本研究基于计算流体力学（CFD）方法，对影响储热水箱的取热水效率的主要因素：水箱几何结构与运行参数（初始温度、雷诺数、温度分层参数等）进行多工况数值模拟计算分析后，创新性地提出基于无量纲㶲分析的储热装置能源效率的评价模型，建立了温度分层水平与储热系统热效率的多影响参数的经验关系式。该模型可通过储热水箱几何参数和系统运行参数预测出储热装置温度分层水平及取热效率。研究结果表明，提高储热装置高径比、初始温度、降低入口雷诺数，均可提高储热装置温度分层水平和取热效率。温度分层水平提高77.5%时，取热效率能够增加50%。研究结果可为储热装置的优化设计与生产提供重要的理论依据，对太阳能、热泵和其他形式的热水工程设计与安装提供适用的工程参考价值。
（清洁能源热利用及数值模拟团队 高文峰 教授供稿）
