某洁净车间流场的数值模拟与分析

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流体力学实验与数值模拟仿真技术结合方法探讨

流体力学实验与数值模拟仿真技术结合方法探讨1. 引言1.1 研究背景流体力学实验与数值模拟仿真技术结合方法探讨引言在当今科技飞速发展的时代，流体力学是一个重要的研究领域，涉及到许多实际应用领域，如飞行器设计、汽车空气动力学、海洋工程等。

传统的流体力学实验技术在一定程度上存在着成本高、时间长、受环境因素影响等问题，而数值模拟仿真技术则可以在一定程度上克服这些问题。

结合实验与数值模拟仿真技术已经成为研究流体力学领域的一个重要趋势。

随着计算机硬件和软件技术的不断进步，数值模拟仿真技术在流体力学研究中的应用越来越广泛。

仅仅依靠数值模拟技术往往无法完全替代实验研究，因为实验可以提供真实的流场数据，而数值模拟可以对复杂流场进行更深入的分析和研究。

将实验与数值模拟相结合，可以充分发挥它们各自的优势，提高研究的准确性和可靠性。

1.2 研究意义流体力学实验与数值模拟仿真技术结合方法在当今科研领域有着重要的意义。

通过实验技术可以直接观测和测量物理现象，获取真实的数据并验证理论模型，为科学研究提供必要的支撑。

而数值模拟仿真技术可以通过建立数学模型和计算方法，对问题进行模拟和预测，节约时间和成本，提高效率。

将两者结合起来，可以充分发挥各自优势，相互协作，提高研究的准确性和可靠性。

流体力学实验与数值模拟仿真技术结合方法还可以应用于工程领域，优化设计和改进产品性能。

例如在航空航天领域，可以通过实验与数值模拟相结合，对飞行器的气动性能进行研究和优化，提高飞行器的性能和安全性。

研究流体力学实验与数值模拟仿真技术结合方法具有重要意义，可以推动科学研究的发展，促进工程技术的进步，为解决实际问题提供有效的方法和手段。

这也为相关学科的发展和交叉研究提供了新的思路和方法论基础。

1.3 研究目的本文旨在探讨流体力学实验与数值模拟仿真技术相结合的方法，并分析其在工程领域中的应用。

具体目的包括以下几点：1. 分析流体力学实验技术的特点和现状，探讨实验技术在流体力学研究中的重要性和局限性；2. 探讨数值模拟仿真技术的基本原理和发展趋势，评估数值模拟在流体力学研究中的作用和局限性；3. 探讨实验与数值模拟技术结合的方法，分析其优势和挑战，并提出改进建议；4. 进一步探讨参数匹配与验证的重要性，探讨如何有效地实现参数匹配和模拟结果验证；5. 通过应用案例研究，验证流体力学实验与数值模拟相结合的可行性和有效性，为工程应用提供技术支持和经验总结。

医院I级洁净手术室的流场和温度场的数值模拟

洁净手术室空调系统的设计胡树杰沈红（沈阳理工大学信息学院，沈阳110168）Clean operating room air conditioning control system designHU Shu-jie ，SHEN Hong （Faculty of Information Science and Engineering ，Shenyang Institute of Technology ，Shenyang 110168，China ）文章编号：1001-3997（2009）06-0047-02【摘要】《医院洁净手术部建筑技术规范》的颁布实施，给手术室系统设计提出新的要求。

信息技术和自动化技术的发展，为实现手术室的智能控制提供了有力技术支持。

设计通过采用PLC 及变频技术实现了手术室空气处理机的控制，完成了洁净手术室的功能建设。

系统经过几年的使用，各区域洁净度均达到了规范级别要求，应急情况发生时，手术室内均有方便有效预案，其洁净指标均符合规范要求。

使用结果证明系统稳定可靠，达到了设计要求。

关键词：空调；控制；手术室【Abstract 】With the promulgation and implementation of 《Hospital Clean Operating Department Building Technical Specifications 》，the system design of surgery department should be adjusted according －ly.The development of information technology and automation technology provides a strong support for the realization of the operating room ’s control design.Through PLC and inverter complete the control of the operating room air handler.After several years of useing the system ，cleanliness of the regions have reached the corresponding level.A variety of emergency situations surgery may adopt a measure conve －nient and effective.Indexes accord with standard requirement.The results prove that the system is stable and reliable.The design requirements has been reached.Key words ：Air conditioning ；Control ；Operating room中图分类号：TH122文献标识码：A1引言医院中的人工环境控制，主要指医用洁净空调系统，包括室内温度、湿度、洁净度、换气次数、新风量、室内气流组织、室内正压、室内噪音等指标的环境控制对医疗质量的影响。

干熄焦装置一次除尘器内部流场的数值模拟

干熄焦装置一次除尘器内部流场的数值模拟I. 引言A. 研究背景和意义B. 国内外研究现状C. 论文内容概述II. 系统建模A. 干熄焦装置工艺流程简介B. 一次除尘器结构和参数C. 基于k-ε湍流模型的数值模拟方法III. 数值模拟结果分析A. 一次除尘器内部流场分析B. 流场参数分析C. 除尘效率分析IV. 实验验证A. 实验装置和参数设置B. 实验结果分析C. 数值模拟与实验结果对比分析V. 结论和展望A. 研究结果总结B. 不足之处和改进措施C. 对未来研究的展望VI. 致谢A. 感谢指导老师和研究组成员B. 感谢资助单位和实验室提供的支持帮助VII. 参考文献I. 引言干熄焦装置是钢铁冶炼过程中必不可少的设备之一，其作用是将焦炭从高温炉顶倒灌至煤气流中进行冷却，并通过除尘器将产生的颗粒物去除。

在一次除尘器中，除尘效率对保证钢铁生产环境、节约资源具有重要意义。

目前，除尘器的研究多集中于流场分布的实验研究和经验式计算，而计算流体力学（CFD）技术已成为除尘器研究的主流方法之一，优良的数值模拟可以为严谨的理论分析和优化设计提供依据。

本文基于k-ε湍流模型，对干熄焦装置一次除尘器内部流场进行了数值模拟。

本章节首先介绍了干熄焦装置的工艺流程、一次除尘器的结构和参数等背景知识，然后阐述了本文的主要研究内容和意义。

A. 研究背景和意义钢铁工业是我国的重要支柱产业之一，但其生产过程中也产生了大量的颗粒物排放，对环境造成了不良影响。

除尘器作为一种治理颗粒污染的措施，在钢铁工业中应用广泛。

一次除尘器是干熄焦装置中的重要组成部分，其除尘效率对钢铁工业的环保目标、资源节约等方面具有重要影响。

CFD技术具有模拟复杂流体运动的优势，对于分析和优化除尘器内部的流场分布具有重要意义。

通过对一次除尘器的流场进行数值模拟，可以深入理解流体力学规律，探讨流场对除尘效率的影响，进而优化除尘器结构和运行参数，提高除尘效率。

B. 国内外研究现状国内外对于除尘器内部流场的研究已有一定的积累。

洁净室气流组织数值模拟方法比较

算流体动力学技术随着计算机技术的飞跃发展正广泛步入日本ＨＣ设计领域，且已达到了实用ＶＡ阶段［；从国内情况看，对ＣＤ的使用率也正Ｉ１Ｆ逐步增加，它已经成为工程研究与设计中备受期待和不可缺少的技术手段。
源于本世纪１０年代，随高速电子计算机的出现，此方法才得以迅速的发展。１６９０年Ｃｏｇｌｕｈ在一篇论文中首次使用了 “ 限元法 ”这个名称。流有体力学微分方程大多是非线形的，其性质比固体力学复杂，因此有限单元法在流体力学中的应用要比固体力学晚一些，１６９５年有限单元法首先应
国外在数值模拟方面的研究，日本、美国比
较多ＣＤ（ｏｐｔｔｎｌＦｕｄＤｎｍｃ）即计ＦＣｍｕａｏａｌｉｙａｉｓｉ
流动最广泛的研究是Ｍｉｎ和Ｋｍ的工作。有限单ｉ
元法（ｉｉｌｍｎＭｅｏ，Ｅ）的基本思想起ＦｎｔＥｅｅｔｔｄＦＭｅｈ
关键词数值模拟气流组织洁净室涡流区
ＡｂｔａｔＩｔｉｐｐｒｔｏｓｒｃｎｈｓａｅ，ｗｍｅｈｄｔｓｔｏｓｏｉｌｔｇｈｆｗｉｌｏｈｃｅｎｏｍａｅｍｕａｉｔｅｌｆｄｆｔｅｌａｒｏｎｏｅｌｉｔｄｃｄＯｎｉｎｒｕｅ．ｏｅｓＫ一ｔｏｑａｉｎｔｒｕｅｅｄｌｎｏｎｃｗｔｔｅｉｉｄｆｒｎｅ￡ｗｅｕｔｓｕｈｌｎｅｍｏｅｏｉｃｎｅｔｉｈｈｆｔｎｅｉｅｅｃｉｍｅｈｄｔｅｏｈｒｊ山ｅｔｅｎｌＤ，ｏｕｂｌｎｌｒｅｄｙｓｍｕａｉｎｉｏｎｃｉｔｅｆｉｔｏ，ｔｅｓｈｅｈｏｏｆｔｒｕｅｔａｇｅｄｉｌｔｎｃｎｅｔｗｔｈｎｔｏｈｉｅｅｅｎｔｏｆｅｍｐｔｔｎｌｆｕｄｄｎｍｉｓＷｉｈｏａｉｎａｄｎｌｓｓｏｈｔｌｍｅｔｍｅｈｄｏｏｕａｉａｉｙａｃ．ｏｌｔＥｅｃｍｐｒｓｎａａｖｉｈｏｆｔｅｗｏｓｉｌｔｄｒｓｈｈｌａｒｏｍｕａｅｅｕｓｏｔｅｅｅｎｏｍｔｈｕＪｃｉｎｉｓｐｌｎｌｔｒｌａｒｒｔｒｔ山ｅｆｈｔｅｆＩｅｌｇａｒｕｐｙａｄａｅａｉｅｕｎａｉｂｔｍｗｉｅｆｗｌｔｅｌｔｒｏｅｉｎｏｒｄｂｌｖｔａｈｏｍｅｎｏｔｏｏｔｏｓｄｓｏａ１ｈａｔｎｓｌｌｅｅｉｉｔｈｎｔｅｆｒｒｏｅｆ．ｅｅｉＫｅｙｗｏｄＮｕｒａｉｌｔｎＦｏｅｄＣｌａｏｍＥｄｒｓｍｅｉｌｓｍｕａｉｌｗｆｌｃｏｉｅｍ＇ｏｄｙ

基于CFD的洁净手术室速度场的数值模拟

Ｎｕｒｃｌｓｍｕａｉｎｏｅｏｉｅｄｎｌａｏｅａｉｇｒ０ＩｂｓｄｏＤｍｅｉａｉｌｔｏｆｖｌｃｔｆｌｓｉｃｅｎｐｒｔ０ｌ］ａｅｎＣＦｙｉｎ【
ＣＨＥｈｎ－ｉＸＡｈｎ－ａｇＴＡＮＧｉｇｃｕ，ＷＡＮＧｅｕＮＣａｇｑ，ＩＺｏｇｌｎ，ｉＪｎ－ｈｎＴｉｉｎ－
ｒｔｒｔｈｏｔｍｆｎｉｅｓｔｅｏｊｃ．ＢｓｄｏｈｅｕｎａｅｔｏｏｅｓｈｂｅｔａｅｎｔｅｔｂｏｄａＲＮＧＫ－ｕｂｌｔｌｗｄｌｔｅｃｒｅ￣ｔｒｕｅｏｍｏｅ，ｈｏｒ～ｎｆ
ｓｏｄｎｈｓｃｌａｄｍａｈｍａｉａｏｅｓａｅｅｔｂｉｈｄｂｓｎｈｅｈｏｏｙｏｏｕａｉｎｌｐｎｉｇｐｙｉａｎｔｅｔｌｍｄｌｒｓａｌｅｙｕｉｇｔｅｔｃｎｌｇｆｃｍｐｔｔａｃｓｏ
基础，采用ＣＤ技术，Ｆ建立了相应的物理和数学模型，对上送——相对单侧墙底部回风洁净手术室内速度场进行了数值模拟，得到了洁净手术室内工作面三维速度场与二维流场的分布。关键词：洁净手术室；速度场；数值模拟
中图分类号：Ｕ８４８２Ｔ３．５文献标识码：Ａ文章编号：０３５６（０７０ —９１０１０—００２０｝８０７ —４
（ｃｏｌｆｃｉｅｄＡｔｍｂｅｎｉｅｎ，ｆｎｖｒｔｏＴｃｎｌｙＨｆ３０９Ｃｉ）ＳｈｏｏＭａｈｒａｎｏｏｉｇｅｒｇＨｅｉｉｅｉｆｅｏｇ，ｅｉ００，ｈａｎｙｎｌＥｎｉｅＵｓｙｈｏｅ２ｎ

室内空气净化器气流组织的数值模拟研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｎａｉｒｐｕｒｉｆｉｅｒｒｏｏｍＷａＳｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇＡＩＲＰＡＫ，ａｎｄｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｏｍａｉｒａｌｙｓｅｓｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｖａｉｌｅｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｖｅｌｏｃｉｔｙ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｉｓｔｏ
ｔｈｅａｉｒｐｕｒｉｆｉｅｒ
ＬｊＸｉｙｕＬｉｕＷｅｆｌｏｎｇ
（ＨｏｕｓｅｈｏｌｄＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｒｅｅＥｌｅｃｔｒｉｃＡｐｐｌｉａｎｃｅｓ．Ｉｎｃ．ｏｆＺｈｕｈａｉ５１９０７０ＧｕａｎｓｄｏｎｇＣｈｉｎａ）
墙、风口、人员、热源等，能够自动网格化，能生成报表、动画、功能虽然没有Ｆｌｕｅｎｔ全面，但比
Ｆｌｕｅｎｔ专业；其界面较粗糙，仍采用Ｆｌｕｅｎｔ作为
１ＡＩＲＰＡＫ简介
ＡＩＲＰＡＫ是ＦｌｕｅｎｔＩｎｃ．公司推出的专门针对

下进风袋式除尘器内部流场的数值模拟

下进风袋式除尘器内部流场的数值模拟采用计算流体力学软件Fluent，通过数值模拟的方法对下进风袋式除尘器的内部流场进行了研究，发现原设计方案存在气流分布不均匀、设备阻力过大等问题，提出了在进气通道内添加导流板的改进措施．结果表明:在四种不同的工况下，改进后的袋室除尘器内部气流分布更均匀，进出口压力差减小，除尘器各部分均能起到良好的除尘作用，从而有效地减少了滤袋的磨损，提高了除尘效率和运行的稳定性，为袋式除尘器的结构优化设计提供了依据。

在我国，电力行业是煤炭消耗的最大部门，也是工业粉尘的主要排放部门。

随着国家环保治理力度不断加大，对火电厂烟囱出口烟尘排放浓度要求日益提高，要求治理整改的期限也越发紧迫。

作为电力行业应用最广泛的的除尘设备之一，对袋式除尘器进行优化改造，提高袋式除尘的除尘效率，具有十分重要的现实意义。

袋式是袋式除尘器的执行部分，袋室内的气流分布直接影响到除尘器的工作性能和使用寿命，气流不均易造成袋室内的布袋的破损，影响到袋室内其他滤袋的除尘效率。

袋式除尘设备内部气固两相流动十分复杂，直接对袋式除尘器流场测试非常困难，因而一般选取CFD 技术作为数值模拟的主要分析手段。

近年来，国内外学者针对这方面进行了许多研究。

FraunhoferITWM［20］提出计算流体力学模拟过滤过程的算法。

Croom［20］提出了一些对进气口和导流板进行优化的改进措施，有一定的借鉴意义。

德国INTENSIVFILTER公司［23，24］拥有自己专门的CFD部门利用CFX软件对方案前期预估以及袋式除尘器结构进行改进，在除尘器进口段通过加导流片改善内部气流组织，得到良好效果。

徐文亮等［11］分析了挡板除尘器流场状况，主要分析了前挡板长度和除尘器入口速度两因素对除尘性能的影响，提出了最佳挡板长度，并说明了降低入口速度对除尘器性能优化是有利的。

郑辉等［13］用数值模拟软件对除尘设备进气烟箱放置气流分布板前后气固多相流的分布情况进行了数值模拟，提出了放置气流分布板后的气流分布情况明显优于未放置之前，气流分布较为均匀。

2-CFD数值模拟经典案例

CFD数值模拟—某厂房车间案例——索斯系统送风设计的经典案例以往对中央空调系统内气流组织的理解和室内空间速度场、温度场的设计，只停留在经验值和独立单元射流计算的高度，而现在有了CFD（Computational fluid Dynamics）－计算流体力学软件的简称，是专门用来进行流场分析、流场计算、流场预测的软件。

杜肯索斯与知名高校合作，建立了大空间气流组织实验室，并使用当前流行的CFD计算程序（GAMBIT EXCEED FLUENT），将先前的经验与现代计算机强大的迭代能力相结合（采用1.83GHZ双核处理器的计算机进行模拟，迭代次数3000－5000次，数据收敛一般需要数十小时）。

通过此软件的应用，可以显示并分析封闭空间中的流场；在较短的时间内能预测效果，并通过改变各种参数，使送风效果设计达到最佳。

同时将此设计在大空间气流组织实验室中模拟验证。

CFD的数值模拟能使我们更加深刻地理解问题产生的机理，为实验提供指导，节省实验所需的人力、物力和时间，并对实验结果的整理和规律的得出起到很好的指导作用。

在此，我们对某车间厂房内空气流场的CFD数值模拟应用作一案例介绍，具体如下：●案例环境该工程车间厂房生产精密器件，对工作区域的风速、温度有相当高的要求，同时还要求工作区外测能形成风幕，有效隔离工作台面两侧设备产生的气味和油污。

●CFD技术应用:传统的点式送风模式是根本不能实现这种在整个长达几十米的矩形工作台面上形成均匀的速度、温度场，并形成如此大的风幕。

这时，我们选择采用具有线式及立体面送风特点的纤维织物空气分布系统，同时采用CFD技术对该设计进行指导。

该设计关键在于：一、纤维材料渗透率的设计二、空气分布系统射流孔孔径和孔间距的设计三、整个系统风量、压力的匹配性设计对该厂房采用CFD模拟主要目的是验证在初步设计的基础上，密闭空间的气流组织情况，速度场、温度场、密度场、压力场的分布情况。

该项目设计由durkeesox技术中心完成，分别在5：30、6：30、8：30、3：30四个方向开0.5”孔（详细参照CAD图纸和计算书）。

洁净室气固两相流的数值模拟的开题报告

洁净室气固两相流的数值模拟的开题报告
一、研究背景
洁净室作为一种需要对环境要求极高的场所，对其中的空气质量有着非常高的要求。

在实际使用过程中，不可避免地会存在布满设备的气流通道，这些气流通道会增
加洁净室表面的空气污染，影响洁净室的使用效果。

因此，需要对洁净室中的气固两
相流进行研究与分析。

二、研究目的和意义
洁净室气固两相流研究可以帮助我们更好地了解室内气流运动规律，从而优化洁净室的设计和改进气流通道的布局，使得洁净室中的空气更加纯净，提高洁净室的使
用效果。

三、研究方法和步骤
本研究将采用数值模拟的方法对洁净室中的气固两相流进行研究。

具体步骤如下：
1. 选取适当的数值模拟方法，建立气固两相流数值模型。

2. 设置洁净室的场景和边界条件，包括气流通道的布局、气体流速、气固两相流的物理参数等。

3. 进行数值模拟求解，得到洁净室中不同位置的气固两相流参数。

并对结果进行分析和验证。

4. 根据模拟结果对洁净室的流程和通道进行优化和改进建议。

四、预期结果
通过数值模拟的研究，我们可以得到洁净室中气固两相流的分布和运动规律，可以评估不同气流通道对室内空气质量的影响。

同时，还可以通过对模拟结果的分析，
找出洁净室设计中的不足和缺陷，提出改进建议，从而进一步优化洁净室的设计和实
现更加高效的通风方式。

五、研究的可行性
数值模拟方法已经在众多领域得到广泛应用，在洁净室场景中也已经成功应用。

因此，本研究的可行性较高，只需在建立数值模型和设置边界条件时注意相关参数的
合理性和准确性。

工业厂房气流组织的CFD数值模拟

工业厂房气流组织的CFD数值模拟发表时间：2019-07-24T08:40:16.903Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：任杉[导读] 摘要：本文以CFD为辅助工具，分析了设备所在位置的排风、补风、岗位送风气流的影响，对卤鸭车间进行气流组织模拟设计，并用Airpak软件对其进行求解，并对模拟数据与调整后的方案进行比较，结果表明方案调整后的气流对卤鸭设备的气流影响较小；由于CFD 技术只能模拟稳态的气流组织，无法模拟动态情况下人流和物流对车间气流组织及温湿度的影响，模拟数据虽然存在一定偏差，但有助于设计师选择合适的气流组织。

深圳市新城市规划建筑设计股份有限公司广东省深圳市 518000摘要：本文以CFD为辅助工具，分析了设备所在位置的排风、补风、岗位送风气流的影响，对卤鸭车间进行气流组织模拟设计，并用Airpak软件对其进行求解，并对模拟数据与调整后的方案进行比较，结果表明方案调整后的气流对卤鸭设备的气流影响较小；由于CFD技术只能模拟稳态的气流组织，无法模拟动态情况下人流和物流对车间气流组织及温湿度的影响，模拟数据虽然存在一定偏差，但有助于设计师选择合适的气流组织。

关键词：厂房；数值模拟；气流组织；温湿度；CFD1 工程简介本工程是位于广东省广州市，本次模拟麻涌华南总部某项目综合车间的气流组织。

图1 车间平面图Fig 1 Workshop plan2 厂房气流组织设计原则1）系统的送风气流应以最短距离，不受污染地直接送到工作区，并且尽量覆盖工作区，使污染物在扩散之前就被携带到排风口；2）减少涡流，避免把工作区以外的污染物带入工作区；3）控制上升气流的产生，防止灰尘的二次飞扬，以减少对工件的污染；4）工作区的气流力求均匀，工作区的气流速度应满足生产工艺和卫生的要求。

车间内的气流受洁净室的几何形状，送风和回风的相关参数，送风口排风口的布局和敷设方式等因素制约，在不同的气流组织形式以及送排风参数条件下，室内气流都会有不一样的表现形式。

某净化厂房地板开孔率的气流组织模拟及分析

某净化厂房地板开孔率的气流组织模拟及分析摘要：针对昆山某项目百级净化厂房的地板开孔率设置问题，项目部采用CFD技术对该阵列厂房布置开孔率为17％、25％以及交叉盲板铺设的不同地板情形进行气流组织模拟，得出各种情况下的气流模拟效果图，并根据各类气流组织形式分析出最佳地板开孔率，从而得出较为科学的结论。

关键词：净化厂房地板开孔率气流组织模拟1.工程概况该工程为昆山某净化厂房项目，主要施工区域为净化级别达百级的阵列车间，气流模式主要为FFU+高架地板+回风夹道，,车间层高为5.5m，高架地板高度为2.4m，FFU布置率为:25％，地板开孔率有17％、25％（带调节阀）两种形式，同时辅助以小区域的盲板铺设，原设计图如下（图1）。

图1：原设计高架地板布置cad图由于该厂房净化级别较高，布置的机台和设备对气流组织要求格外严格，故业主方不确定该类高架地板开孔率布置情况的合理性，为确保高净化区域的气流垂直单向流特性，希望能通过气流组织模拟分析，确定地板使用的盖板孔隙率的配置以及导致的气流组织尤其是气流倾斜度情况。

2、模拟分析2.1 模型建立本项目采用某专业CFD软件对模拟区域进行物理模型搭建，根据气流特性，对部分模型进行了简化，如下图2图2：地板布置形式示意图2.2 确立边界条件及应用方程本模拟采用室内零方程模型，对该类洁净厂房的空态情况（静态）进行了研究，在给出数学模型及边界条件前，先作了适当的简化和假设[1]：2.2.1 室内零方程为不可压缩常物性牛顿流体，稳态流动（steady），并忽略其他重力影响。

2.2.2 室内无内热源，且围护结构绝热，不考虑外部能量的传递和影响。

边界条件确定：FFU送风速度为0.35m/s,地板回风孔隙设置为自由出流，出风口根据风量平衡公式，经计算约为0.3m/s。

2.3 模拟分析本次模拟需确定最终的孔板布置情况，故首先简化布置形式，按17％+盲板（不同跨度）、25％+盲板（不同跨度）形式模拟各自的气流特性，再根据气流情况进行定性分析，从而逐渐完善设计方案。

带气幕的局部洁净室数值模拟

带气幕的局部洁净室数值模拟同济大学周辉龙惟定哈尔滨工业大学魏学孟摘要本文以k-ε紊流模型为基础，对带气幕的局部洁净室的流场和污染物浓度场进行模拟。

通过分析工作区截面风速、气流速度不均匀度、流线平行度单向流三要素，提出气幕风口尺寸主洁净风口和气幕风速等工作参数的优化结果。

同时还考虑了工作台对整个流场的影响。

另一方面分析了环境尘源、主洁净区内尘源、尘源高度等因素对洁净区内浓度场的影响，从理论上指出气幕射流力是影响气幕隔断的主要因素之一。

关键词气幕局部洁净室数值模拟污染浓度1 前言目前洁净室净化方式主要有两种，即全面净化方式和局部净化方式。

研究表明，局部净化方式以其相对较少的造价和运行操作较简单等特点，日益受到人们的青睐。

但局部洁净室会产生因洁净气流引射周围空气而产生沿程收缩，造成洁净区面积减少。

为解决这个问题，人们通常采取各种围挡方式。

本课题就采取在高效过滤器两侧加两道条形气幕，用较高流速的气幕射流进行围挡。

在国外目前已有较成熟的产品，而我国在这方面的研究还很不足。

根据笔者所查资料，除建科院空调所进行过水模型试验外，尚未发现较系统的理论研究和相关产品出现。

因此希望通过本文分析洁净区的流动特性和污染物分布规律，为该方式的局部洁净室的设计研究和开发作初步的前期探索。

2 本文的研究方法及主要工作因为洁净室的换气次数较大，且气流组织基本可视为强制对流流型，所以本文的计算模型可采用标准的高雷诺数k-ε二方程模型。

（1）（2）为了简化计算，对洁净室的实际条件进行了如下假设：室内气流流动为稳态流动，室内气流不可压缩流体，物性为常数，忽略质量力；室内无内热源，围护结构绝热，对于洁净室来说，可假设为无温差送风，而且将室内温度场视为均匀温度场；忽略污染粒子的质量，并假定它是被动量对气流无作用，室内污染源的发尘速率恒定。

靠近壁面处采用压力壁面函数。

离散方法采用有限差分法。

在划分网格时，使用交错网格，且在气幕风口号上方设置不均匀风格。

洁净室气流模拟设计方案

洁净室气流模拟设计方案
首先，洁净室的气流模拟设计需要根据具体的生产工艺和洁净
级别来确定。

不同的生产工艺和洁净级别需要不同的气流模拟设计
方案，以确保洁净室内的空气质量符合相应的标准要求。

其次，气流模拟设计方案需要考虑洁净室内的空气流动方向和
速度。

通常情况下，洁净室的气流方向为从洁净区向非洁净区的单
向流动，以防止外部污染物进入洁净区域。

同时，气流速度也需要
根据洁净级别进行调整，以确保空气中的微粒数目符合标准要求。

另外，气流模拟设计方案还需要考虑洁净室内的空气过滤系统。

空气过滤系统是保证洁净室内空气质量的关键设备，它可以有效地
去除空气中的微粒和污染物。

因此，在气流模拟设计方案中需要充
分考虑空气过滤系统的位置和布局，以确保洁净室内的空气得到有
效过滤。

最后，气流模拟设计方案还需要考虑洁净室内的空气循环系统。

良好的空气循环系统可以有效地促进洁净室内空气的流动，降低空
气中微粒的浓度，提高空气质量。

因此，在气流模拟设计方案中需
要充分考虑空气循环系统的设计和布局，以确保洁净室内的空气得
到有效循环和净化。

综上所述，洁净室气流模拟设计方案是确保洁净室内空气质量的关键因素之一。

通过合理的气流模拟设计，可以有效地控制洁净室内的空气流动，降低空气中微粒的浓度，提高空气质量，从而确保产品的质量和安全。

因此，在洁净室的设计和建设过程中，气流模拟设计方案需要得到充分的重视和认真的执行。

气流模拟报告

(STK/CONVERYER)
洁净等级 10 ,FFU布置率75%
(OHCV)
3-6
一、布置图（回风道位置）
回风道分布图
4-6
一、布置图（FFU分布图）
吊装平台吊装平台
吊装平台
FFU分布图
FAN FILTER UNIT , 0.35m/s , EC/DC TYPE
吊装平台
FAN FILTER UNIT
孔板调整思路：整场设置65%孔隙率进行第一次模拟，从模拟结果中分析获得气流流型较好的区域以及较差的区域，对较差区域进行多次局部调整，确定最终的孔板布置方案。
三、模拟结果分析及改进
典型分析一：回风口附近气流不均匀改进措施：将回风口附近调整为35%孔隙率，其他区域保持65%孔隙率
改善前
回风道
改善后
0%—30200、35%—60200、65%—29000、90%—13600 3、整场洁净度模拟结果显示，改进后的气流组织下，不同洁净度要求的区域内其洁净度等级能够较好的保障。
导流板是否设置
改善前
改善后
通过调整不同开孔率孔板分布，气流的偏斜角明显减小，优化后的气流模型也较好，气流无较大偏移现象，因此不需要增加导流板。
21-6
8-6
三、模拟结果分析及改进
典型分析二：机台附近气流绕流改进措施：将机台附近设置为65%孔隙率，而在65%之外设置为35%孔隙率
改善前
机台
机台
改善后
9-6
X=50m
调整前
调整后
回风道
X=150m
调整前
回风道调整后
回风道
X=250m
调整前
调整后
回风道
X=350m

医药洁净室的计算流体动力学模拟及实测对比

医药洁净室的计算流体动力学模拟及实测对比彭皓;雷飞【摘要】采用计算流体动力学（CFD）模拟，研究3个医药洁净室的气流流型及颗粒物浓度。

采用标准 k-ε双方程模型，通过模拟颗粒物在洁净室的分布，分析合理的污染物散发位置及散发比例。

对比参考发尘量下的结果与实测数据的差异，根据实测数据确定污染散发量，通过试验不同的单位容积发尘量，计算对应的洁净度，得到与实测数据吻合最好的单位容积发尘量。

在单位容积发尘量为1000 pc·（m3·min）－1计算条件下，各房间的模拟结果与实测数据数值比较吻合，且经 CFD 预测的3个房间的洁净度变化趋势与实测一致。

%In this work,the air flow patterns and particle concentrations of three pharmaceutical clean rooms were stud-ied using computational fluid dynamics(CFD)simulation.A standard k-εdouble-equation model was used to simulate the distribution of particles in the clean room and analyze the rational pollutant dissemination position and distribution ratio. By comparing the differences between the results of the referenced dust content and the measured data,the pollution emis-sions were determined according to the measured data.And the corresponding cleanliness was calculated by changing the dust content per unit volume (DCPUV)to getthe best DCPUV value which was in accordance with the experimental da-ta.When the DCPUV reached 1 000 pc·(m3 ·min)-1 ,the numerical simulation results and experimental data of each room fit well,and the cleanliness of three rooms is consistent with the observed trends by the CFD predictions.【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P49-54)【关键词】洁净室;计算流体动力学;污染物;散发位置;洁净度;发尘量【作者】彭皓;雷飞【作者单位】中国医药集团联合工程有限公司，湖北武汉 430077;华中科技大学环境科学与工程学院，湖北武汉 430077【正文语种】中文【中图分类】TU834.844;O35要确保药品的质量，除了应遵照药典规定的特定要求和配方外，还应具有符合要求的生产环境，以防止生产过程中微粒和微生物的污染、交叉污染.因此，医药洁净室的设计就显得尤为重要.在医药洁净室中，除了保证工作区的气流组织符合要求外，室内颗粒物浓度即洁净度也必须达到要求的级别[1].计算流体动力学(computational fluid dynamics，CFD)模拟在洁净室的气流组织设计优化方面已经有不少研究和工程应用[2-4].然而，其中大部分研究仍停留在气流分析和评价上，间接实现对污染的控制，而直接模拟污染物的去除、污染分布和污染控制的研究较少，且多是在实验室数据基础上，仅采用CFD模拟调试数据进行对比[5-7].本文以CFD模拟结果作为辅助设计的计算工具，实现洁净室的污染控制.为了实现洁净室内部三维湍流数值计算，考虑到计算因素，建立目标洁净室简化物理模型.模拟洁净室有洁净室 A，B，C，其房间参数如表1所示.表1中：l,d,h分别为洁净室的长、宽、高.根据3个洁净室内设施，分别制作洁净室A，B，C室内设施简化模型，如图1所示.1.2.1 入口边界条件入口采用速度入口边界条件，参数主要包括送风速度、送风温度、湍动能和湍流耗散率.在进口，湍动能和湍流耗散率通常是未知的，按标准双方程模型分别取1.0，1.3.送风速度方向垂直于风口面.1.2.2 出口边界条件回风口处的速度可由质量守恒定律和能量守恒定律求得.房间底部的回风口按充分发展流动的单向化处理，设为充分发展流动(outflow)或压力出口(outflow)边界条件.又由于需要对回风口的具体风量进行比例的限制，因此，选取充分发展流动边界条件.1.2.3 固体壁面边界条件由于各房间室内温度相同，壁面间无热量传递，天花板、室内墙壁、地面等作为绝热边界条件处理，取壁面绝热边界条件.由于流入流出口对室内空气流场的重要作用，在网格生成时要尽可能准确地反映流入流出的形状和位置.因课题所研究的洁净室内存在不规则几何形状，故采用结构化网格和非结构化网格相结合的方式.图2为洁净室的网格划分示意图.洁净室内气体的流动在稳定状态下可视为恒定流.同时因室内空气的流速较低，可视为不可压缩流体，满足理想气体状态方程.此外，洁净室内部空气的流动属于湍流流动，必须遵守流动的质量守恒、动量守恒和能量守恒三大规律.模拟的3个洁净室都为混合流洁净室，房间背景流动都为乱流，上送下侧回式，局部为单向层流. 根据室内空气流动特点，在数学模型上做如下4点假设与简化：1) 室内流体为不可压缩牛顿流体；2) 室内流体为粘性流体，流体作定常流动，忽略由流体粘性力做功所引起的耗散热；3) 考虑到洁净室密闭性良好，且在测试期间门窗关闭，故不考虑漏风对房间流场和温度场的影响；4) 为了简化计算，不考虑气流的能量损失.由于洁净室内流体的三维流动在恒定不可压缩的条件下满足紊流雷诺(Reynolds)时均方程，其方程表达式为综合考虑模型处理的精度和问题解决的耗损，在选择洁净室内流体紊流模型时，采用标准k-ε双方程模型.为了更好地确立目标洁净室的模拟环境，明确洁净室颗粒物浓度的影响因素，通过设置变量的方式，利用不同边界条件的算例进行试算.经过反复模拟探索计算和分析，确定了最佳的模拟方式.系统边界条件分为风口边界条件和离散相边界条件两部分.最终结果对比发现，各条件下对结果影响不大，趋势较为一致，但为了严格控制风速大小，模拟计算选用速度边界条件，如节1.2所定边界条件.考虑到离散型模型在反应颗粒物浓度受气流组织影响时可行性良好，故采用离散型(DPM)模型对颗粒物浓度进行模拟.发尘方式的设置是颗粒物模拟中很重要的一部分，对洁净度和尘粒分布有很大影响.在此选取3种发尘面，进行颗粒物浓度模拟试验：1) 房间四周侧壁面发尘； 2) 房间四周2 m以上侧壁面发尘；3) 除去层流罩的吊顶区域作为发尘面.通过与实测数据对比，以上3种发尘量确定方法并不能达到理想的可行效果.最终通过查阅《不同送风面积下洁净室浓度场的数值模拟分析》引入不同发尘比例的方式，反复进行模拟，较好地实现了与实测数据的吻合.为了探究放散比例对洁净度的影响，选定洁净室C作为模拟对象，在3种不同的发尘比例情况下进行模拟.3种发尘比例(γ)分别为1∶3∶10，1∶5∶100和1∶5∶200，选取工作面高度1.2 m作为评价高度.3种发尘比例情况下，洁净室C 房间发尘参数设置，如表2所示.表2中：Q为粉尘质量流量；M为散发量;洁净室单位容积发尘量(G)为5 000 pc·(m3·min)-1(pc为颗粒，下同)[8].通过模拟计算，得出3种发尘比例时，1.2 m工作高度的颗粒物浓度(C)和房间总浓度(Ctot)的走势情况，结果如图3所示.具体数值结果，如表3所示.表3中：Cave，Cmax分别为室内颗粒物的平均浓度和最大浓度；Cn为室内颗粒物的浓度标准值.综合文献和模拟的结果，建议对洁净室C采用围护结构面源发尘模式，发尘比例γ=1∶5∶100.然而在对洁净室A，B采用发尘比例γ=1∶5∶100时，模拟所得1.2 m处颗粒物平均浓度趋势与实测结果不符.经过反复探索及验算，对房间内无设备的情况(洁净室C)，计算中房间内部空间没有发尘面.综合分析，采用围护结构发尘模式，发尘比例γ=1∶5∶100.对于房间内有设备(洁净室A，B)，房间内部空间有发尘面的，将发尘位置设置在设备上.选取γ=1∶5∶100，参照实测数据(颗粒物平均浓度为5 000 pc·m-3)，对相应的边界条件、污染散发量进行估计,模拟结果如表4所示.计算结果表明：污染散发量与房间的洁净度有线性关系.为了进一步确定污染物散发量对洁净度的影响，研究中采用两个方法确定污染散发量，即取洁净室单位容积发尘量(G)，并计算对应的洁净度(C).方法a:参考《药厂洁净室设计、运行与GMP认证》提供的数值[8]，取洁净室单位容积发尘量(G)为5 000 pc·(m3·min)-1，在此简称参考发尘量.方法b：根据实测数据结果确定污染散发量，以CFD模拟结果接近实测数据结果为准，在此简称反算发尘量(Gn).在测试平面1.2 m下，洁净室A，B,C的实测数据分别为616，212，333 pc·m-3. 模拟洁净室有3个，研究中将洁净室C的模拟工况作为分析对象，其他两个洁净室模拟过程相近，不再重复赘述.洁净室C总风量按设计值12 034 m3·h-1(包括散流风口的风量3 740 m3·h-1和层流罩风量8 294 m3·h-1)，散流风口面积为0.6 m2.洁净室几何参数及送回风口尺寸位置均为给定值，如表5所示.表5中：l,d,h分别为洁净室的长、宽、高.选取γ=1∶5∶100,污染物参数设置如表6所示.表6中：l,d,h分别为洁净室的长、宽、高；V为房间体积；G为单位容积空间颗粒浓度；C为空间颗粒物浓度；Q为粉尘质量流量；M为散发量.对于洁净室C，工作平面(1.2 m)的颗粒物浓度为1 610 pc·m-3.图4(a)~(g)分别为各截面上颗粒物浓度分布图.表7为3个房间的全室洁净度及测试平面1.2 m的洁净度汇总表.从图4的各y轴截面图可看出：没有排风口的侧墙面，颗粒物无法通过近壁面排除，在没有排风口的墙面中上部，容易形成较明显的涡流区，以致颗粒物在此积累明显，浓度较高.此外，层流罩回风口对颗粒物有较为明显的卷吸作用，在回风口附近存在局部颗粒物浓度偏高的现象.从图4的各z轴截面图可看出：在无层流罩覆盖的墙壁角落，有尘粒积累现象；远离层流罩覆盖区域，向排风口移动的趋势，整体排污效果良好.综合图4可知：层流罩覆盖区域，尘粒浓度控制良好，洁净度级别在要求范围内. 由参考发尘量模拟结果可以看到，3个房间的洁净度级别均在要求的范围之内，但和实测数据相比还有一定差距.在此，提出模拟向实测靠拢的方法，根据实测数据结果确定污染散发量，通过试验不同的单位容积发尘量G，计算对应的洁净度，其他计算边界条件同参考发尘量工况.由靠拢算例所得模拟结果，如表8所示.不同的单位容积发尘量下的，气流分布完全相同，污染分布特点也相同.污染散发量与洁净度近似成线性关系.在单位容积发尘量5 000 pc·(m3·min)-1的参考发尘量计算条件下，各个房间模拟结果符合洁净度的设计标准，但实测工况结果远远优于设计标准，与实测数据并不能合理地适应.在单位容积发尘量1 000 pc·(m3·min)-1反算发尘量的计算条件下，各个房间模拟结果与实测结吻合较好；模拟结果显示，除单位容积发尘量外，研究确定的其他各个边界条件比较合理.采用CFD方法对洁净室的洁净度进行预测，并与实测数据对比，得出以下3点主要结论.1) 不同的污染物散发位置及比例将直接影响到CFD模拟结果.对无设备、内部空间没有发尘面的房间内，围护结构发尘为主，采用的发尘比例为γ=1∶5∶100；对于房间内有设备，房间内部空间有发尘面的情况，将发尘位置设置在设备上.采用以上方式，CFD模拟结果与实测数据一致.2) 污染散发量与房间的洁净度有线性关系.采用参考文献给出的发尘量，即单位容积发尘量5 000 pc·(m3·min)-1，计算房间的洁净度达到设计标准.但实测洁净度远低于设计标准，与采用单位容积发尘量1 000 pc·(m3·min)-1的CFD计算结果吻合.说明在现有的工艺水平下，按参考文献给出的发尘量计算过于保守.数据对比分析，在单位容积发尘量5 000 pc·(m3·min)-1计算条件下，参考发尘量的计算结果能满足洁净室的设计标准，但实测工况结果远远优于设计标准.参考发尘量的方法与实测数据并不能合理地适应.3) 在单位容积发尘量1 000 pc·(m3·min)-1计算条件下，各房间的模拟结果与实测数据数值比较吻合，且CFD预测的3个房间的洁净度变化趋势一致与实测一致.说明计算中采用的边界条件应用于这个工程能够很好的预测洁净度，可作为洁净室气流优化提供参考.【相关文献】[1] 许钟麟.空气洁净技术原理[M].3版.北京:科学出版社，2003：1-553.[2] LIU Jun-jie，WANG Hai-dong，WEN Wen-yong.Numerical simulation on a horizontal airflow for airborne particles control in hospita l operating room[J].Building and Environment,2009,44(11):2284-2289.[3] ROUAUD O，HAVET M.Numerical investigation on the efficiency of transient contaminant removal fro m a food processing clean room using ventilation effectiveness concepts[J].Journal of Food Engineering，2005，68(2):163-174.[4] NOH K C，KIM H S，OH M D.Study on contamination control in a minienvironment inside clean room for yield enhancement based on particle concentration measurement and airflow CFD simulation[J].Building and Environment，2010，45(4):825-831.[5] 黄闻华，魏琪，卢启明.CFD技术在洁净室气流组织设计中的应用[J].洁净与空调技术，2006(2):7-11.[6] 王科.洁净室气流组织模拟及优化[D].武汉:华中科技大学，2005：54-65.[7] 张义军.浅谈2010版GMP与洁净厂房[J].黑龙江科技信息，2012(5):26.[8] 许钟麟.药厂洁净室设计、运行与GMP认证[M].2版.上海:同济大学出版社，2011：1-310.。

洁净室流场大涡模拟

［5］［6 ~ 10］列入湍流高级数值模拟范畴。根据湍流大涡模拟的基本思想，在三维不可压缩湍流场
中，经 Gauss 型滤波函数进行滤波后的连续方程和动量方程为 !Ui = 0 !xi ! ! （1）
2 U U p !Ui ! !i （ UiU + ! Ui ・ U ）= - ! + ! 1 ! i + ! （2） + ! + t x 12 x x x x ! ! !i ! ! !i !x 式中的上标 “-” 表示大尺度分量； Ui 为速度； p 为压强； 1 为运动粘性系数； !i 为亚格子剪切应
空气动力学学报 VOI . 19， NO. 3 2001 Sep. ， ACTA AERODYNAMICA SINICA ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
第 19 卷第 3 期 2001 年 9 月
文章编号：（2001） 0258-1825 03-0302-08
洁净室流场大涡模拟
樊洪明1，何钟怡2，李先庭1
（1. 清华大学，北京 100084； 2. 哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨 150001）
摘要：应用湍流大涡模拟方法对矢流洁净室和全顶棚送风下部两侧回风式洁净室进行了数
2 I +l l "U # i "ap （9） = "xi"xi !t "xi 压力修正 Poisson 方程边界条件：在给定速度的边界上，不需要给出压力边界条件；对于
要求给出边界上的压力值。本文采用直接解法— — — Choieski-banachiewicz 因 Derichet 边界条件，式分解法，这种方法不仅精度较高，而且可以利用系数矩阵变带宽存储技术，使存储量大大压缩。

某洁净手术室气流组织的cfd模拟与实验验证

洁净与空调技术 !!"#! $%%& 年第 ’ 期
工程实例
・・ PK
天津大学摘要
涂光备
陈雪芬
介绍了对天津市某综合医院 ! 级手术室在手术过程中进行菌浓检测，并以该手术室为模洁净手术室气流组织检测
型，运用 89: 对不同送风速度下的气流组织和菌浓进行模拟。关键词
89:
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致。由于人员是室内主要的污染源，所以人员对浓度场的影响较大。如图所示，手术区人员周围的浓度较高，最高达到 ’!()* % $+。但衰减很快，距离人员 ,!($ 处已经基本控制在 -!()* % $+ 以下。在周边区，人员身边的菌浓也达到 ’!()* % $+，其衰减速度要慢一些，距离人员 ’!($ 处只降低到
+"-
测试内容及方法
对于洁净手术室而言，最为关心的是室内污染物分布，以及维持室内洁净度的气流组织情况。为此，测试的内容主要有沉降菌、浮游菌，以及从图中可以看出，出风速度为 !"#$ % &、断面风速。沉降菌的测试方式是将自制普通琼脂培养皿摆放在距地 !".$ 以下的位置，在空气中暴露 +! 分钟。测试结束后将平皿盖好，用纸包严，放到

医院I级洁净手术室的流场和温度场的数值模拟

医院I级洁净手术室的流场和温度场的数值模拟提要本文对I级洁净手术室实际运行时的流场和温度场进行数值模拟，证实了《医院洁净手术部建设标准》中的部分技术参数范围（主要针对空态手术室）在动态时的可操作性。

标准在I级洁净手术室中用局部送风代替全室单向流气组织形式，既保证了关键区域的净化要求，又大大降低了洁净手术室的造价和运行费用，符合我国的国情。

关键词I级洁净手术室数值模拟主流区速度场温度场1 引言我国新的《医院洁净手术部建设标准》（以下简称标准）已与2000年10月正式颁布并开始实施，已成为国内新建手术室和旧手术室的主要设计标准。

标准采用我国"主流区"理论联系实际科研成果，以保障用较小的同量在关键区域达到较好的控制效果。

但这一技术措施的净化效果在学术界也引起了争论，尤其是在I级洁净手术室。

为此，本文对实际运行时的I级洁净手术室的流场和温度场进行数值模拟，以验证标准中的部分技术参数范围（主要针对空态手术室）在动态时的可操作性，以及在我国目前的国情下，标准在I级洁净手术室中用局部送风代替全室单向流理论的可行性。

在传统的空调设计中，由于送风口、回风口以及室内热源等因素的影响，难以对室内三维流场、速度场进行精确计算，在一定程度上影响了系统设计及设备选型的经济技术合理性。

采用模型实验的方法对室内气候环境参数的分布情况进行预测虽然可靠，但是预测周期长、价格昂贵，较难在工程中使用。

对这样的非线性问题，计算流体力学（CFD，Computational Fluid Dynamics）方法显示了其独特的优越性能，利用CFD技术，快速，廉价，又可有效地了解室内的流场、温度场、浓度场的分布特征，为合理的系统设计及设备选型提供有益的参数资料。

目前，国外许多设计所和建设单位都已经将CFD模拟技术应用到实际设计预测中，并取得了较好的效果，尤其是对影剧院及建筑中厅等大空间的设计预测。

国内以前在数值计算方面的研究主要集中在运用自己开发的应用程序进行模拟，尤其是对净化空调作的模拟研究比较多。

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部涡流。
由表１可知，计算值与试验值的误差区间为
０６３２平均误差在１０，． —．ｏ６３Ｃ，．％除极个别试验点外，９
（）２当送风口安装高效过滤器后，风速度降为送０８／，Ｚｌ断面上，４中测点的速度的计算值．ｍｓ在＝ｍ图见表２平均速度为０１ｎｓ，．３ｄ。计算结果表明当送风口
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绝热边界条件。天花板、内墙、外墙等围护结构均取无滑移边界条件，近壁面处采用标准壁面
图３洁净室风管系统平面图
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图４测点布置图
图５网格划分
２模型及验证
２１模型和边界条件．通用控制方程：
１
表１温度试验值与模拟值的比较
℃
测点编号
试验温度值
ｌ．６１
３７２０
的影响。
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界条件，人口空气流速２５／，入口空气温度．ｍｓ
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紊流模型采用标准ｋ两方程模型，中ｋ为一其
１３
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湍流的脉动动能（ｌＳ）为紊动能的耗散率（／）ｎ２，／ｍ２。。ｓ
表２Ｚｌ断面上测点速度计算值＝ｍ
ｍｓ／
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图７温度分布云图
ａ）Ｙ＝Ｉ５ｍｂ）Ｚ＝Ｉ５．ｍ
（）１当洁净室的送风口风速为２ｍｓ在未安装高．／，５
模拟结果与试验值符合较好，明采用标准ｋ证一８模型和所选用的边界条件预测大空间流场是可行的。
安装高效过滤器后，洁净室内气流速度显著下降，其中
３洁净室内速度场、度场预测及分析温
３１送风口风速对室内速度分布的影响．
中图分类号：Ｕ３Ｔ８，Ｏ４１３１
文献标识码：Ａ
文章编号：０６８４（０１０ — ０２０１０ — ４９２１）３０７ — ４
０引言
洁净室技术在核工业、电子工业、物医药、生宇航
工业、印刷工业及食品工业中有着广泛的应用，现代是
图１洁净室的三维物理模型
ｌ触图洁送风洁的照卷２室回和灯置净、口净布片
７２
Ｉ异Ｌ川勺Ｉ
Ｊｌ仪不
采用温湿度自动记录仪测试，送风口风速采用风速仪
测得。外墙的大门和风淋室的门在测试期间关闭。
室。图２为洁净室内布置的送、回风口及洁净灯的照片。洁净室风管的平面布置如图３示。所送风口长 ×宽为５０ｍ＂０ｍｍ，回风口尺寸为６０ｍ × ０４ｍ，４０ｍ４０ｒＴｌｌｌ。洁净灯尺寸为５０ｆ７ｍ。其中送风口ｌｌ７ｉｌ５０ｍｍｘ０
某洁净车间流场的数值模拟与分析
汪周建武俊梅颜苏芊，，
（．安工程大学，西西安７０４；２西安交通大学，西西安７０４１西陕１０８．陕１０９）
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２８８０个。４２数值求解采用ＳＭＰＥ算法方程对流项ＩＬ。
的离散采用二阶迎风格式，扩散项采用中心差分离散格式。收敛条件为连续方程相对误差不大于ｌ一，ｅ４动量方程相对误差不大于１一，５能量方程相对误差不大ｅ
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过滤器时，Ｚｉ在＝ｍ断面上，４中测点的速度计算值图
见表２平均速度为０９ｍｓ图６为ＹＩｍ速度分布，．ｌ。４＝．５矢量图，从图中可以看出靠近送风口处，空气流速较
的换气次数要求。３２送风温度对室内温度分布的影响．
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为简化计算，型进行如下假设：模（）１南于洁净室内空气流速较低，认为空气不可可缩流体；（）２考虑到洁净室密闭性良好，且在测试期间门窗
关『，才故不考虑漏风对房间流场和温度场的影响；Ｊ
１４
１５１６１７
：净车间气流分布细节和温度分布进行了预测，为洁净室空调系统气流组织的优化设计提供参考。：：关键词：洁净室；数值模拟；温度场：
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摘要：对某电子厂洁净车间流场进行了数值模拟和测试。用标准一采８两方程的湍流模型和
：ＳＭＰＥ算法，拟了洁净车间内的温度分布；计算结果与测试值进行了对比，ＩＬ模将验证了模型。洁：对
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２２网格划分及数值方法＿
空气调节技术的一个重要分支。随着近年来科学技术的进步，尤其是微型机械的发展如微型轴承的制造）（
和现代光学的应用（激光仪器）对洁净室技术提出如，
了更为严格的要求。因此，将传统的洁净室设计方法与
环境。洁净室气流组织采用上送侧回，为非单向流洁净
１．８３５
ｌ．７３１１．Ｏ３１ｌ３６３ｌ３９６
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