暖通空调新技术CFD

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CFD技术在暖通空调领域的应用探讨

CFD技术在暖通空调领域的应用探讨

CFD技术在暖通空调领域的应用探讨社会和经济的快速发展,推动了人们生活水平的提高,人们对居住建筑条件的要求也随之提高,在建筑环境和空气品质方面的要求也日渐提高,另外,因为电子和医疗行业快速发展的要求,急需有高校而严格的工作生产环境,这就促进了暖通通风空调技术的快速发展,对暖通空调领域也提出了较高的要求。

CFD 即计算流体力学,CFD技术不但所需成本低,使用起来速度快,而且资料完备,随着计算机技术的快速发展,被人们普遍的运用在暖通空调领域。

1 CFD技术的特点CFD就是计算流体动力学,换言之,就是通过使用计算杌求解流体流动的各种守恒控制偏微分方程组的技术。

也就是在设计工程时,先构建起数值模型,再通过计算和实验求得数据的技术。

它主要会牵涉到流体力学、计算方法和计算机图形处理等多种学科。

跟其他暖通空调技术相比,CFD技术具有较多独特的优点,主要包括了如下几个方面:首先,CFD技术具有数学模型组成的特点。

各类的CFD通用软件的数学模型在构成上的主体均为纳维尔一斯托克斯方程组与各种湍流模型,又因多相流模型、燃烧与化学反应流模型的参与,囊括了自由面流模型以及非牛顿流体模型等。

离散方法采用有限体积法或有限元素法。

当前很多的CFD软件都是使用了有限体积法。

其次,CFD通用软件使用了加速收敛技术。

三维流动数值模拟在计算量上比较大,因此,FD通用软件尽量使用了各类的加速收敛技术,比方说多层网格法和残差光顺法等来加速收敛。

还会通过使用平行计算法来有效解决单机容量不够和计算过久的问题。

再次,CFD技术使用了各种专用模块。

为了让用户使用起来更加方便,CFD 技术常会设计各类针对性较强的专用模块。

专用模块和专用版本让原本复杂流动计算中繁冗的网格生成和边界条件设置等工作实现了简化,而且会提供计算结果协助分析处理,为工业用户提供了很大的方便。

CFD软件基本上都包括了前处理和后处理两个环节,具体而言,就是包括了网格生成与流动显示两个模块。

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用
随着科技的发展,计算流体动力学(CFD)技术在暖通空调制冷工程中越来越广泛的被
采用。

CFD技术是一种数值模拟工具,能够模拟流体运动的宏观变化,预测流体在空间与
时间上的变化,对于暖通空调制冷工程中的流体流动及传热过程,CFD技术有着很广泛的
运用,可以有效提高工程设计效率、降低设计成本、保证安全性能等方面的效果。

一、空气动力学分析:使用CFD技术,可以对空气动力学进行深入分析,如室内空气流场、室外风场等。

可以模拟和分析不同环境条件下的室内空气流场变化情况,掌握室内
空气的运动及温度分布情况。

同时,还可以对建筑物外墙及开口进行风压测算,保证建筑
外表面结构的安全。

二、设备及管路的优化设计:在空调设备及管路的设计中,采用CFD技术进行分析优化,可以帮助工程师得到更好的设计方案。

通过CFD技术,可以对室内空气流通及空气分
布情况进行分析,根据分析结果,优化设计空调管道和设备布局,以实现最佳的空调效果。

另外,使用CFD技术可以帮助节省材料和成本。

三、制冷系统分析:采用CFD技术,可以对制冷系统的热力学分析进行深入研究,预测系统运行的状态。

通过CFD技术可以得到最佳的供冷量及系统运行参数,提高系统效率,减少能源消耗。

四、不同场景模拟:对于建筑物不同场景下的室内温度、湿度及气流进行模拟。


过模拟,可以了解室内环境的变化趋势,掌握不同气流动态,从而推出合理的设计方案。

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用CFD技术是一种流体力学模拟技术,可以模拟流体运动和热传递过程,对于暖通空调制冷工程具有重要的应用价值。

CFD技术可以模拟空气流动场、温度场和湿度场等参数,从而优化空调系统的设计和运行,提高制冷效率和节能减排。

本文将探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用。

首先,CFD技术可以模拟空气流动场,通过建立空气流动的数学模型,可以分析空气流动的速度、压力、湍流等参数,从而优化空调系统的风道设计和风速分布。

比如,在空调房间里,通过CFD技术可以模拟出空气从空调出风口吹出后对房间内的温度分布的影响,进而优化出风口的位置和吹出风速,以达到舒适的室内温度。

另外,通过CFD技术还可以研究在不同气流条件下的室内污染物和异味的分布情况,进而优化空气流动条件,提高室内空气质量。

其次,CFD技术还可以模拟空气温度场和湿度场,了解空气温度和湿度的分布变化规律,从而优化空调系统的设计和运行,提高制冷效率和降低能耗。

在热交换器的设计中,CFD技术可以模拟冷凝器和蒸发器内部的流体流动和传热过程,从而优化热交换器的结构和流体流动方式,提高制冷效率。

另外,在空调房间的设计和运行中,CFD技术可以模拟空气流动和热辐射的相互作用,从而进一步优化空调系统的设计和运行,提高舒适度和节能效果。

最后,CFD技术可以模拟空气污染物的传播过程,根据不同的污染物的体积质量浓度和质量流量,可以计算出其在室内的分布、扩散和浓度变化规律,进而优化空调系统的设计和运行,保障室内空气质量。

例如,在医院手术室中,由于手术室内产生的碎屑、细菌污染和异味等污染物对医疗操作有很大的影响,通过CFD技术可以分析出污染物的扩散和分布手段,进而优化空气净化系统的设计和运行,保障手术区域的空气质量和手术操作的安全性。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探随着科技的不断发展,计算流体动力学(CFD)技术已经被广泛应用于暖通空调制冷工程领域。

CFD技术具有高效、精确和可靠的优点,在工程设计、优化和模拟等方面都发挥着巨大的作用。

本文将探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用,并且对其各个方面进行详细介绍。

CFD技术可以应用于暖通空调制冷工程的各个方面,包括空气洁净度、传热、空气流动、温度分布和能耗等。

其主要应用如下:1. 空气洁净度方面CFD技术可以模拟空调系统中的空气运动,从而分析和优化空气洁净度。

通过模拟空气流动的过程,确定反馈空气和供气空气的流向,从而避免在相邻区域之间的空气混合,并提高空气洁净度。

此外,还可以通过CFD技术分析进出口空气的质量,并确定最佳空气策略。

2. 传热方面CFD技术可模拟在常温状态、侧面从空调器进入水流的流动状况,从而进行传热分析。

通过CFD技术,可以模拟冷凝器和蒸发器中的传热过程,包括传热界面、传热系数、传热温度场等。

通过这样的分析,可以制定优化的设计方案以提高传热效率。

3. 温度分布方面CFD技术可以模拟温度分布和温度梯度,从而分析冷却水或冷凝剂的温度如何影响设备的性能。

通过分析热交换器、冷冻器和空气冷却器的温度分布,可以得出最佳的设计方案和操作方案,从而减少能耗。

4. 能耗方面CFD技术可以确定设备的能源利用率,并指导设备优化。

通过分析空调系统的能量流动和能量传递,可以制定操作方案以最小化能耗。

同时,还可以通过CFD技术进行流量和温度的优化,从而提高制冷和加热效率,降低系统运行成本。

二、CFD技术的优缺点1. 优点(1)高效:CFD技术能够模拟和分析大多数暖通空调制冷领域的问题,通过数值模拟技术,可以大大节省时间和成本。

(2)精确:CFD技术能够模拟空气流动和传热过程,提供高度精确的模拟结果,有助于设计师制定优化方案来改善设备的性能。

2. 缺点(1)费用高:CFD技术需要庞大的计算资源和高性能计算机的支持,因此需要投入大量的时间和经济成本来开发和使用。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探随着科技的不断发展,计算流体力学(CFD)技术在暖通空调制冷工程中的应用逐渐受到重视。

CFD技术是一种利用计算机模拟流体流动和热传递等传热传质现象的工程技术,通过对流体流动过程进行数值模拟,可以帮助工程师优化设计、提高效率、降低成本。

本文将对CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用进行初探,探讨其在空调系统设计、运行优化、能效提升等方面的潜在价值。

一、CFD技术在暖通空调系统设计中的应用在暖通空调系统的设计过程中,流场分布、温度分布等流体动力学特性对系统的性能影响巨大。

传统的试验方法往往需要耗费大量的时间和人力,而且受到实验装置的限制,难以完全模拟实际工程环境。

而CFD技术可以通过数值模拟方法,快速准确地获取流体动力学特性,为系统设计提供科学依据。

CFD技术可以模拟空调系统中的空气流动情况。

通过建立空调系统的几何模型和流场计算模型,可以模拟不同工况下的空气流动情况,包括气流速度、压力分布、湍流情况等。

通过CFD模拟可以得到不同位置的风速、温度分布情况,从而指导空调系统的换气布局、送风口设计、室内空气混合等方面的优化。

CFD技术可以模拟制冷介质在冷凝器和蒸发器中的流动情况。

在暖通空调系统中,制冷介质的流动对系统的制冷性能和能效具有重要影响。

通过CFD模拟可以获取制冷介质在冷凝器和蒸发器中的流速、温度分布情况,指导换热器的设计和优化,提高系统的制冷效率和节能性能。

CFD技术可以模拟空调系统中的换热器、风机等关键设备的性能。

通过CFD模拟可以获取换热器的传热效果、风机的风压特性等关键参数,为设备的选型和优化提供科学依据,提高系统的性能和可靠性。

除了在系统设计过程中的应用,CFD技术还可以在暖通空调系统的运行优化中发挥作用。

通过实时监测和CFD模拟,可以对系统运行状态进行分析和预测,为系统的智能控制和优化运行提供支持。

CFD技术可以模拟系统在不同运行工况下的流体动力学特性。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探CFD技术是一种基于计算机仿真的工程应用技术,能够模拟流体运动,其中特别是气体和液体的运动过程。

该技术对于暖通空调制冷工程的设计、改进和优化都有着重要的应用价值。

本文通过对CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用进行初步探讨。

首先,CFD技术可以用于研究空气在室内的流动状况。

通过建立几何模型和边界条件,在CFD软件中进行模拟计算,可以得到不同室内条件下的空气流动分布和速度变化。

这些分析结果可以对室内的空气质量和热舒适性进行评估,进而指导设计和优化空气分布方式、通风设备和过滤器的选型。

其次,CFD技术可以帮助设计师模拟空气在制冷系统中的流动。

通过对管道和设备的几何形状建模,引入制冷剂物理模型,将整个制冷系统建模,可模拟各部件内部与外部的流动状态,进而检验直接蒸发、泡沫法和Laval喷嘴等制冷模式的制冷效果和输入输出参数之间关联。

该方法有效地优化了制冷系统冷源的设定和输出热容量的设计,提高了制冷系统的性能和效率,为系统制冷效果评估和无损维修提供了详细数据支持。

第三,CFD技术对于空气和水在暖通空调系统中的传热效果进行仿真分析。

通过对空气和水流的传热情况进行建模和计算,可以得到不同进口温度和流速下的传热效率,进而评估暖通空调系统的能耗和节能方案的可行性性。

这方面的应用模拟仿真还可以在蠕动泵和空调冷凝水回收器中找到应用,发现系统输送或收集受损或老化的部件和斑点。

综上所述,CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用是十分广泛的。

它的高精度计算和快速耗时的特点能够轻松实现设计创新和系统改进,为室内环境舒适度的提升、节能减排的实现提供了可靠技术支撑。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用摘要:在我国的建筑结构中,暖通空调系统起着调节建筑物内部环境的作用。

我国许多城市建筑的功能结构中都离不开暖通空调系统,将CFD技术应用到暖通空调系统中可以提高设计的科学性,为空调系统的舒适度的提高创造条件。

关键词:CFD技术;暖通空调;应用导言:CFD作为一种模拟技术应用于建筑暖通空调领域,可以准确模拟室内气流、空气质量等环境,为建筑设计师提供有效信息,并使整个项目更加完善和优化,本文将着重介绍CFD技术在暖通制冷工程中的应用。

1CFD技术概述及其应用特点CFD技术是一种通过应用计算机技术计算流体动力学的数学模型技术。

由于需要大量的数学计算,该技术对计算能力和收敛加速技术在实际工程应用中的应用效果要求较高。

在CFD技术的应用中,通过加速收敛技术对流体动力学模型进行数学简化,可以提高计算效率,节省数学计算的时间。

在实际工程计算应用中,为了提高效率和稳定运行,CFD技术体系通常集成多个技术职责不同的模块,其中涡轮机械模块可以形成三维效应模型,从而提高计算的生动性和直观性。

暖通空调系统。

由于CFD技术是在数学模型的基础上进行计算和分析的,因此模型的选择和计算的应用非常重要。

由于不同系统的数学模型形状不同,对其进行数学运算时,计算公式和计算量会有一定差异。

2CFD技术在暖通制冷系统中的主要作用和基本原理2.1CFD技术应用的作用CFD技术在暖通系统中的应用可以提高流体流动检测效率,进而调节参数以优化暖通空调制冷系统中设备的热传导和热能传递效果,并可以通过调节流体状态来减少部分设备部件的数量。

所遇到的流体压力降低了变形失败的可能性。

基于此,CFD技术的集成可以大大提高暖通制冷系统的维护和优化效果,其应用价值不容小觑。

CFD技术可以帮助暖通系统进行高效的功能调整,提高整个系统的可靠性。

2.2该技术的应用原理分析由于CFD技术体系中存在多个功能模块,在暖通空调智能系统的运行中发挥着不同的作用,该技术的应用过程中过程中,需要做好前端处理模块的运行,因为这个模块是由建筑和空调系统的信息输入和相应的建模过程形成的,其科学性和准确性会影响到其他模块的操作。

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用【摘要】CFD技术是一种基于数值计算的流体力学方法,已经在暖通空调制冷工程领域得到广泛应用。

本文首先介绍了CFD技术的基本原理和特点,然后探讨了它在暖通空调领域和制冷工程中的具体应用。

通过对CFD技术在暖通空调制冷工程中的具体运用和优势进行分析,揭示了其在提高系统性能、降低能耗和优化设计方面的潜力。

结合未来的前景和研究展望,本文呼吁暖通空调行业更加重视CFD技术的应用,以推动行业的创新和发展。

这些研究成果将为暖通空调行业带来启示,为未来研究提供新的方向。

通过本文的探讨,将有助于推动CFD技术在暖通空调制冷工程中的更深入运用,促进行业技术水平的提高。

【关键词】CFD技术, 暖通空调制冷工程, 应用, 优势, 前景, 启示, 研究展望1. 引言1.1 研究背景制冷工程是暖通空调领域中的重要组成部分,随着科技的快速发展,传统的试验方法已经不能满足对系统性能的精确评估和优化设计需求。

计算流体动力学(CFD)技术由于其能够模拟复杂流体流动和换热过程的特点,在暖通空调制冷工程中得到了广泛的应用。

在过去的几十年里,CFD技术已经在暖通空调领域取得了较大的突破,通过对空气流动、传热和湍流等物理过程进行模拟,可以有效地提高暖通空调系统的设计效率和性能。

对于制冷工程来说,CFD技术可以帮助工程师分析冷却系统的局部特性和热传递效率,从而实现系统的优化设计。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用为提高系统性能、降低能耗、优化设计提供了强大的工具和技术支持。

通过不断探索和研究,可以进一步发掘CFD技术在暖通空调领域的潜力,为未来的发展打下坚实的基础。

1.2 研究目的研究目的是探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的具体应用,分析其在优化系统设计、提高能效、减少能耗和成本等方面的作用。

通过深入研究,探索如何有效利用CFD技术对暖通空调制冷工程进行仿真模拟,从而实现系统的优化和性能的提升。

通过研究CFD技术在该领域的应用实例,为实际项目中的工程师和设计人员提供参考和借鉴,推动暖通空调制冷工程的发展和进步。

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术是一种使用数值模拟方法研究流体流动和传热的工程技术。

在暖通空调制冷工程中,CFD技术能够提供更精确、高效的仿真模拟,帮助工程师分析和优化系统设计。

CFD技术可以用于研究空气流动和温度分布。

通过建立流体动力学模型,可以准确地模拟不同房间的气流分布,分析气流速度、气流路径和温度分布等参数。

这种模拟可以帮助工程师优化空调送风系统的布置和风速设置,避免出现冷热不均匀的问题。

CFD技术还可以提供关于室内外温差、温度梯度和热平衡等方面的数据,为暖通空调系统的设计和调试提供依据。

CFD技术还可以用于研究冷却设备的热传递性能。

在空调制冷系统中,冷却设备的选择和运行状态对系统的性能和能源消耗有着重要影响。

通过CFD模拟,可以分析冷却设备的热传递特性,研究冷却剂在换热器内的流动状态和温度分布,进而优化设备的设计和运行参数。

可以通过优化换热器的形状和材料,提高传热效率,降低制冷设备的能耗。

CFD技术还可以用于研究空气质量和室内环境的改善。

在暖通空调系统中,除了提供适宜的温度和湿度条件外,保证室内空气质量也是非常重要的。

通过CFD模拟,可以分析室内污染物的扩散和排除方式,优化通风系统的布局和风速分布,提高室内空气的质量。

CFD技术还可以研究建筑外墙的风压效应和室外污染物扩散规律,为设计防风、隔音和防尘措施提供依据。

CFD技术在暖通空调制冷工程中有着广泛的应用前景。

它可以帮助工程师理解和优化空气流动、热传递和室内环境等方面的问题,提高系统的性能和能源利用效率。

CFD技术还能够减少实验室试验的成本和时间,提高设计的精确性和可靠性。

在未来的暖通空调制冷工程中,CFD技术将会得到更加广泛的运用。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探CFD技术是计算流体力学的缩写,可以模拟流体的物理和化学行为。

在暖通空调制冷工程中,CFD技术可以模拟风流动和温度传输,以改善空调系统的效率和舒适性。

本文将探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用,并介绍相关研究的进展。

一、CFD技术在风系统设计中的应用CFD技术可以对不同的风流动情况进行模拟,为空调系统设计提供帮助。

在室内空气循环系统中,CFD技术可以帮助优化送风口和回风口的设计。

通过模拟室内风流动的情况,可以确定进出风口的位置和数量。

在这方面,CFD技术可以优化房间的温度和湿度分布,从而提高空调系统的效率。

同样,CFD技术还可以模拟改变风速和方向的不同情况,为空调系统设计提供更多的帮助。

CFD技术可以模拟制冷系统中的流体传热现象,从而帮助设计制冷循环系统。

该技术可以模拟制冷循环系统内部的热传输,并确定冷却努力的最佳位置和大小。

此外,CFD技术还可以模拟制冷系统在不同温度下的运行情况。

这有助于设计更有效的冷却系统,并确保最大化系统的效率和可靠性。

CFD技术还可以用于研究建筑物内部的能量传输和使用。

利用CFD技术,可以模拟室内和室外的温度和湿度情况,以及空气在建筑物内部动力学行为。

这有助于建筑师了解建筑物内部的能量传输方式以及将如何影响能量消耗。

通过分析建筑物的能耗情况,可以确定减少能源消耗的最佳方案。

现阶段的研究目前,有许多研究正在使用CFD技术来优化暖通空调制冷工程。

许多学者正在使用CFD技术研究室内空气质量,如模拟花粉和尘埃等污染物的传输和去除。

除此之外,还有许多研究正在使用CFD技术优化送风口和回风口的设计,以提高空气的运动效率。

同样,一些研究正在使用CFD技术研究室内空气温度和湿度的分布,以便更准确地计算室内空气的舒适度。

此外,CFD技术还被用来研究热交换器的设计,以确保最大化能源传输效率。

结论可以看出,CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用前景广阔,对于提高空调系统的效率和舒适性具有重要意义。

CFD技术在暖通空调系统中的应用

CFD技术在暖通空调系统中的应用

CFD技术在暖通空调系统中的应用摘要:随着暖通空调系统对能效、舒适性和环保性能要求的不断提高,计算流体力学(CFD)技术成为优化系统设计和性能的关键工具。

本文探讨了CFD技术在暖通空调系统中的应用策略,从系统模型建立、边界条件设定到参数敏感性分析、能耗分析与优化、室内空气质量改善等多个方面展开讨论,深入探讨了系统内空气流动、热传递、能耗分布等关键因素,并利用CFD技术的多物理场耦合效应,实现了对系统行为的全面理解,旨在为暖通空调系统中的应用提供了一套全面的CFD技术应用策略,为实现高效、环保、舒适的系统运行提供了指导。

关键词:CFD技术;暖通空调;流体模型;优化前言:随着全球气候变化和能源问题的不断突显,暖通空调系统在建筑领域的能效和舒适性要求不断提升,传统的设计方法在满足新的挑战方面显得不够灵活和高效。

计算流体力学(CFD)技术的应用成为改善暖通空调系统设计和性能的关键工具。

暖通空调系统作为建筑环境中的重要组成部分,对室内空气质量、能源利用效率以及用户舒适度有着直接影响,传统的设计方法往往依赖于经验和试错,无法充分考虑系统内复杂的空气流动、热传递和能耗分布等因素。

因此,为了更准确、高效地设计和优化暖通空调系统,需要引入先进的数值模拟工具,CFD技术能够模拟和分析空气在系统内的流动、温度分布、湿度变化等关键参数,为设计者提供了全面了解系统行为的途径。

1CFD技术的概述计算流体力学(CFD)技术是一种通过数值模拟方法研究流体力学和热传递问题的工程技术,其核心在于通过将流体问题的控制方程组转化为离散的数学方程,然后通过数值方法进行求解,从而模拟和分析流体的运动、温度分布、压力分布等相关物理现象。

CFD技术基于流体力学基本方程,如质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,对应的方程描述了流体在空间和时间上的变化,并通过数值方法进行离散化,使其能够在计算机上进行求解。

在CFD中,空间和时间都被划分成离散的网格单元。

暖通空调新技术—CFD

暖通空调新技术—CFD

进入热源间的冷空气较少, 无法有效抑制住热气流扩散。
进入两热源间的冷气流较大, 对热源上升气流形成较好抑制。
CFD算例五:体育馆内速度场数值模拟
L1=40m,L2=20m,L3=20m,L4=50m。
送风口均匀分布在体育馆顶棚上,一排(x方向上)有六个送风口, 一共有九排(z方向上)。一共有54个送风口。尺寸均为
CFD算例一:正方形封闭空腔内自然对流数值模拟
模拟对象为三维封闭方腔内的
自然流动。空腔的高长宽比均 为1。方腔西面为冷等温面,
温度为0º C。东面为热等温面。
其他面均为绝热面。普朗特数 Pr=0.1
2 g (Thot Tcold ) H 3 Ra Pr 2
Ra 103 方腔自然对流
的CFD 分析;
⑩城市风(或建筑小区微气候) 与建筑物及室内空气品质的 相互影响过程的CFD 分析;
⑾管网水力计算的数值方法。
CFD 结构
Fluent 软件的主要特点
Fluent 软件的结构: 前处理 求解器 后处理
前处理:Fluent 软件中采用GAMBIT 作为专用的前处理软
件,使网格可以有多种形状。
流动的典型特性是在方腔中间出现了一个大涡。
传热主要是由热壁和冷壁之间的热传导引起的,等温线几乎是垂直。
Ra 105 方腔自然对流
涡逐渐变成了椭圆 ,分裂成两个涡。 对流和传导共同作用 。
Ra 106 方腔自然对流
涡分别向左壁和右壁移动,并在方腔中间出现了第三个涡传热机制。 为对流占统治地位,等温线在方腔中央逐渐变得水平,并且只在热壁 和冷壁附近的薄边界层内保持垂直。
X方向动量守恒
Y方向动量守恒
Z方向动量守恒
质量守恒

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用随着科技的不断发展,计算流体力学(CFD)技术在各个工程领域的应用越来越广泛。

在暖通空调制冷工程中,CFD技术的运用可以帮助工程师们更好地优化设计方案、提高系统效率、降低能耗,并且能够更准确地预测系统的性能。

本文将探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用,以及具体的技术优势和挑战。

CFD技术是一种通过计算流体力学原理和数值方法,对流体流动、传热、传质以及与固体表面的相互作用等进行数值模拟的技术。

在暖通空调制冷工程中,CFD技术主要应用于以下几个方面:一、系统设计优化通过CFD技术,工程师可以对空调系统的气流、热交换、空气湿度等进行模拟,找出系统中可能存在的设计缺陷和不足之处,从而进行方案的优化。

比如在空调系统设计中,通过CFD技术可以模拟气流在管道和设备内的流动情况,找出流动阻力大、压力损失多的区域,从而对管道和设备进行优化设计,提高系统的运行效率。

二、室内空气质量分析在建筑空调系统设计中,室内空气质量是一个非常重要的参数。

通过CFD技术,可以对室内空气流动、温湿度分布等进行模拟,能够更准确地评估室内空气质量,并且找出可能存在的死角和通风不良的区域,进而进行改进,保证室内空气质量符合标准要求。

三、热负荷计算在空调制冷工程中,热负荷计算是非常关键的一步。

通过CFD技术,可以对建筑结构、材料、窗户、门等进行模拟,计算出热负荷的大小和分布,进而指导空调系统的设计和运行。

四、设备性能预测CFD技术还可以用于预测冷却设备、风机等的性能,包括温度、湿度、压力等参数的分布情况。

通过对设备性能的预测,可以更好地指导设备的选择和设计,提高系统的整体性能。

虽然CFD技术在暖通空调制冷工程中有着诸多的应用价值,但同时也面临着一些挑战。

其中包括:一、计算精度CFD技术的精度受到很多因素的影响,比如模型的精度、边界条件的设定等。

在实际应用中,需要工程师综合考虑各种因素,进行合理的模型设定,以确保计算精度满足实际工程需求。

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用

探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用1. 引言1.1 研究背景暖通空调制冷工程是现代建筑工程中不可或缺的一部分,其是保障室内空气质量、舒适度和能源消耗效率的重要组成部分。

随着科技的不断进步,计算流体力学(CFD)技术的应用在暖通空调领域也变得越来越重要。

研究背景包括传统的试验方法在暖通空调设计中具有一定的局限性,无法全面、准确地分析和预测系统的性能。

而CFD技术作为一种基于数值计算的仿真技术,能够模拟真实的流体流动和传热现象,提供更准确的数据和结果,为暖通空调系统的设计和优化提供更多可能性。

此外,随着计算机硬件和软件的不断发展,CFD技术的计算效率和精度也得到了显著提升,使其在暖通空调制冷工程中的应用变得更加灵活和可行。

因此,本文将就CFD技术在暖通空调领域的应用进行深入探讨,以期为提升暖通空调系统性能和节能效果提供重要的参考和指导。

1.2 研究意义研究意义:CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用具有重要的意义。

利用CFD技术可以对空气流动、热传递等复杂的流体动力学问题进行模拟分析,帮助工程师准确地预测系统的性能,提高设计效率和精度。

通过CFD技术可以快速有效地识别潜在的设计缺陷和优化方案,减少试验和调整的成本和时间。

对于大型的暖通空调系统,CFD技术可以提供全面的数据支持,为系统的优化和调整提供科学依据。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用具有促进技术创新、提高工程设计水平和降低成本的重要意义。

通过深入研究和探讨CFD技术在该领域的应用,可以为相关专业人士提供更多的技术支持和指导,推动暖通空调制冷工程技术的发展和进步。

2. 正文2.1 CFD技术概述CFD技术即计算流体力学技术,是一种利用计算方法分析流体流动、传热、传质等问题的技术。

它通过数值模拟计算流体在不同边界条件下的运动状态,从而揭示流体的流动规律。

CFD技术的发展可以追溯到20世纪60年代,随着计算机硬件和软件的不断发展,CFD技术得到了更广泛的应用。

浅谈暖通空调制冷工程中CFD技术运用

浅谈暖通空调制冷工程中CFD技术运用

浅谈暖通空调制冷工程中CFD技术运用摘要:CFD技术即计算机流体动力学,其功能主要是可以对流动的流体数据进行捕捉,并建立数据模型,对其进行空间模拟分析,最后通过图像的形式进行显示,供对其进行分析。

CFD模拟设备具有操作简单,价格低廉,数值计算不受外界空间的限制、模拟各种工况等特点。

基于此,本文就从暖通空调制冷工程中CFD技术运用展开分析。

关键词:暖通空调;制冷工程;CFD技术;运用1、CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用原则CFD是一种在计算机技术的基础上演变而成的仿真模拟技术。

计算机在建立模型的过程中,前端处理的过程中将会生成模型所需要的全部数据。

利用这个原理,在实际操作过程中,工作人员往往会率先建立模型,然后利用模型存储相关数据,进一步生成网格。

因此,在暖通空调制冷工程中应用CFD技术的关键就是前端处理。

由于计算机每时每刻都处于高速运算状态,能够将结果实时体现出来。

因此,为了保证将暖通设备的效率发挥最大化,在CFD技术应用的过程中,主要需要遵循三大原则:周期、模块、参量,以确保空调能够有良好的制冷效果。

2、CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用特点2.1应用于CFD技术中的数学模型组成特征CFD技术本质上是计算机建模技术的运用,在整个技术中,数学模型的选取是关键。

数学模型组成特征的不同,对于CFD技术的影响巨大。

目前,常用于CFD软件中的数学模型主体为纳维尔一斯托克斯方程组和各种湍流模型的组合。

同时配合各种其他模型,构成CFD技术中使用的数学模型。

有限元素和有限体积是CFD技术数学模型中常用的两种离散方法,目前,有限体积方法是应用较为广泛的一种离散方法。

2.2应用于CFD技术中的加速收敛技术CFD技术属于三维流动数值模拟计算的一种,对计算量的要求十分高,因此,CFD技术中,加速收敛技术的应用必不可少。

目前,常用于CFD技术中的加速收敛技术主要包括:当地时间步长法、残差光顺法、多层网格法等。

当然,在运用加速收敛技术的同时,在实际运行过程,工作人员往往还是使用平行计算法来缓解计算量的压力,从而解决计算时间过程、内存不足等问题,提高计算效率。

cfd技术在暖通空调制冷工程中的应用

cfd技术在暖通空调制冷工程中的应用

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用随着计算机科学的发展,计算流体力学 (CFD) 技术在工程设计、优化和仿真中的应用日益广泛。

暖通空调制冷工程是其中之一,利用 CFD 技术可以更精确地预测和优化空气流动和热传递,从而优化空调系统的设计和效率。

本文将探讨 CFD 技术在暖通空调制冷工程中的应用。

CFD 技术概述计算流体力学 (CFD) 是一种基于数值方法的分析工具,它可以模拟流体运动和热传递过程。

CFD技术已经广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑空气动力学、化学反应工程和能源系统等领域。

在暖通空调制冷工程中,利用CFD技术可以快速模拟复杂的空气流动和传热过程,从而进行设计和优化。

CFD 技术在暖通空调制冷工程中的应用1.空气流动研究空气流动是影响暖通空调系统性能的主要因素之一。

通过CFD技术,可以准确地模拟空气流动的速度、方向和温度等变量,从而优化空气的流动分布。

例如,可以利用CFD技术优化室内空气流动,减缓冷热气流的冲突和其它不适宜的气流分布。

2.湍流模拟湍流在空气流动中是一个常见问题。

由于湍流的复杂性,往往会影响空气系统的设计和效果。

利用CFD技术可以准确的模拟湍流的流动,研究湍流的产生和变化,及时发现和解决湍流产生的问题,从而优化空气的流动和传热。

3.温度场仿真温度场是导致暖通空调系统性能降低或者运行不稳定的另一个主要因素。

通过CFD技术,可以准确地模拟温度场的分布,分析温度变化规律,及时发现和解决温度场问题,从而提高空调系统的性能。

4.设计优化利用CFD技术可以进行系统模拟,评估不同几何结构和参数的设计方案,研究其对空气流动和传热的影响。

这可以有效地减少实验步骤,节约时间和成本,并提高设计效率。

通过CFD技术,可以很容易地改变模型中的参数,进行直观的预测和分析,然后针对所得到的数据进行优化设计。

CFD 技术的影响CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用具有非常重要的意义,其优越性在于:1.数值模拟与实验相结合,可以快速、准确地模拟真实舒适环境,提高设计效率和质量;2.可以更好地理解流场中的流动和热传递现象;3.省去了实验过程中的很多费用,提高了产品的工程品质和降低了成本。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探
CFD(计算流体力学)技术是一种利用计算机模拟流体流动和传热现象的方法。

它在暖通空调制冷工程中的应用具有重要意义。

本文将对CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用进行初步探讨。

CFD技术可以帮助工程师们分析和优化建筑的热环境。

在暖通空调制冷工程中,建筑内部的空气流动和传热效益是非常重要的。

通过CFD技术,工程师们可以对建筑内部的风速、温度和湿度等参数进行模拟,以便为暖通空调系统的设计和调优提供准确的数据支持。

CFD技术可以用于优化空调系统的设计。

在传统的暖通空调制冷工程设计中,通常采用经验公式和经验数据进行计算。

这种方法存在很大的不足,不能精确地描述空气流动和传热现象。

而使用CFD技术可以实现系统的三维模拟,精确地预测系统的性能,从而为系统的设计提供更准确的参考。

CFD技术也可以用于优化空调系统的工况。

在实际应用中,暖通空调系统的工况会随着外部环境和内部负荷的变化而变化。

通过CFD技术,可以模拟不同工况下的系统性能,预测系统的运行效果,并通过调整系统的参数来优化系统的工况,提高系统的工作效率和能耗。

CFD技术还可以用于研究和改进空调系统的控制策略。

空调系统的控制策略直接影响到系统的性能和能耗。

通过CFD技术,可以模拟不同的控制策略,评估其对系统性能的影响,从而优化系统的控制策略,提高系统的控制精度和能效。

基于CFD技术的暖通空调制冷工程探析

基于CFD技术的暖通空调制冷工程探析

基于CFD技术的暖通空调制冷工程探析随着科技的不断发展,计算流体力学(CFD)技术在暖通空调制冷工程中的应用越来越广泛。

CFD技术可以对流体流动和传热传质等现象进行模拟和分析,为暖通空调系统的设计和优化提供了新的手段。

本文将探讨基于CFD技术的暖通空调制冷工程,并分析其应用前景。

1.1 空调系统的优化设计在空调系统的设计中,CFD技术可以模拟空气流动、热传递和湍流等复杂流体动力学现象,帮助工程师更好地理解系统运行机理,从而进行优化设计。

通过CFD模拟可以实现对空调设备和管道结构的优化,提高系统的工作效率和能耗。

1.2 室内空气质量分析空调系统的设计不仅要考虑制冷效果,还需兼顾室内空气质量。

CFD技术可以模拟室内空气流动和分布情况,分析室内气流状况、热舒适度和新风效果,为空气调节系统的设计和改进提供科学依据。

1.3 制冷设备的性能分析制冷设备的性能直接影响空调系统的制冷效果和节能性,CFD技术可以模拟冷凝器、蒸发器、压缩机等关键部件的流体流动与传热特性,分析设备的工作状态和性能指标,为设备的选型和改进提供参考。

2.1 模拟精度CFD模拟的精度直接影响对系统的理解和优化设计,但是空调系统中涉及的流体流动、传热传质等现象十分复杂,对模拟的精度和准确性提出了挑战。

工程师可以通过优化网格划分、改进数值模型和验证实验等手段提高模拟的精度。

2.2 计算成本CFD模拟需要大量的计算资源和时间,尤其是对于大型的空调系统模拟,计算成本较高。

工程师需要合理选择计算方法、优化模型参数,提高计算效率,降低计算成本。

2.3 实验验证CFD模拟结果需要与实际试验结果进行比对验证,确保模拟的准确性。

但是实验验证需要耗费大量的时间和成本,而且在一些特定情况下难以进行实验。

工程师需要进行合理的模拟结果验证和实验设计,以确保模拟结果的可靠性。

随着CFD技术的不断发展和成熟,基于CFD技术的暖通空调制冷工程在未来具有广阔的应用前景。

随着大数据、人工智能等新技术的发展,基于CFD技术的暖通空调制冷工程将借助数据驱动的方法进行更高效的优化设计,实现更智能的空调系统。

基于CFD技术的暖通空调制冷工程探析

基于CFD技术的暖通空调制冷工程探析

基于CFD技术的暖通空调制冷工程探析暖通空调制冷工程在现代建筑中扮演着至关重要的角色,它不仅影响着建筑物内部的舒适度和空气质量,同时也直接关系着能源消耗和环境保护。

随着计算流体力学(CFD)技术的不断发展和应用,越来越多的暖通空调制冷工程在设计和优化过程中采用了CFD技术。

本文将探析基于CFD技术的暖通空调制冷工程,并讨论其在实际应用中的优势和挑战。

CFD技术是一种通过数值模拟方法对流体流动和传热等物理过程进行计算和分析的工程技术。

在暖通空调制冷工程中,CFD技术主要应用于以下几个方面:1.流场分析:利用CFD技术可以对建筑内部的空气流动进行模拟和分析,包括通风系统的设计和优化、气流分布情况、室内外气流交换等,以确保室内空气的舒适度和质量。

2.传热分析:通过CFD技术可以对冷却系统和供暖系统中的传热情况进行模拟和分析,包括热交换器的设计和性能评估、管道和设备的冷却效果等,以确保系统的热量传递效率和能源利用率。

1.精确的模拟效果:CFD技术可以对暖通空调制冷工程中的复杂流场和传热过程进行高精度的数值模拟,可以提供比传统试验方法更为详尽和全面的信息。

2.节约成本和时间:通过CFD技术进行模拟和分析可以避免传统试验方法所需的高成本和长周期,可以快速获取设计方案的效果和优化方向,从而节约成本和时间。

3.多方案比较和优化:CFD技术可以快速对多种设计方案进行模拟和比较分析,可以为设计师提供更多选择方案和优化方向。

4.可视化结果和直观展示:CFD技术可以生成直观的流场、温度场等模拟结果图,可以直观展示设计方案的效果和问题所在。

1.精度和可靠性:CFD技术在模拟暖通空调制冷工程过程中需要考虑多种因素的影响,包括流体性质、壁面条件、风速方向等,对模拟参数的精确及选取需要极高的要求。

2.计算资源和时间消耗:CFD技术进行大规模的空气流动和传热模拟需要大量的计算资源和耗时,对计算机性能和软件算法的要求较高。

3.建模复杂性:暖通空调制冷工程中的建筑结构、设备布置、空气处理系统等都具有一定的复杂性,CFD技术需要建立准确的数值模型才能得到可靠的模拟结果。

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)技术是一种数值模拟方法,可以用于研究流体流动和热传递的问题。

在暖通空调制冷工程中,CFD技术可以应用于优化系统设计、改善性能、节能减排等方面。

CFD技术可以用于模拟和优化暖通空调系统的空气流动。

通过建立系统的几何模型和边界条件,以及采用适当的数值模拟方法,可以模拟系统中的空气流动情况,并获得关键参数,如速度、温度、湿度等。

这些参数对于系统设计和调整至关重要,可以帮助工程师更好地了解系统行为,优化设计方案,提高系统的舒适性和能效。

CFD技术可以用于研究和改善暖通空调系统的传热性能。

传热在暖通空调系统中起着重要的作用,影响着系统的能效和运行情况。

CFD技术可以帮助模拟和分析空气流动中的传热过程,如对流传热、辐射传热等,并通过优化系统的结构和参数,提高系统的传热效率。

CFD技术还可以用于分析和优化制冷循环的性能。

制冷循环是暖通空调系统的关键组成部分,直接影响着系统的制冷效果和能耗。

CFD技术可以模拟空气和冷凝介质在制冷循环中的流动和传热过程,并通过调整循环参数,优化系统的制冷性能。

通过改变冷却剂的流动速度、冷凝器和蒸发器的结构等,可以达到提高制冷效果和节能减排的目的。

CFD技术还可以应用于室内空间的舒适性分析和改善。

通过模拟室内空气流动、温度分布、湿度分布等参数,可以评估和分析室内空间的舒适性水平,并通过调整通风系统、改变空气流动速度和方向等方式,优化室内舒适性。

这对于设计和改善办公室、酒店、商场等大型室内空间的热环境非常有帮助。

CFD技术可以为暖通空调制冷工程提供强大的分析和优化手段,帮助工程师更好地了解和改善系统的性能。

随着计算机硬件和软件的不断发展,CFD技术的应用将会越来越广泛,为暖通空调行业的发展提供更多可能。

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人字形屋顶房间模型及网格划分示意图
1)进口水平流速u=1m/s 房间中下部形成一大的 漩涡,流速平稳,流线 呈闭合状。有利于房间 内气体的混合,使气体 温度更加均匀。
x-z截面气流分布
x-z截面气流分布
2)进口水平流速u=4m/s
出口速度较大,气流到 达对面墙壁时速度还没 有较大衰减,因此在房 间上部产生了两个涡流 。同时下部涡流比前者 变小。气流比较紊乱, 流速不平稳,对房间内 的气流分布不利。
X方向动量守恒 Y方向动量守恒 Z方向动量守恒 质量守恒
能量守恒 污染物浓度守恒
紊流模型
2 用CFD 方法解决问题的一般步骤
在这种设计过程中,设计可行与否往往取决于试验,为保证 性能稳定,就不得不进行大量试验,而且,产品方案的筛选和 优化是在设计、制造、测试部门之间进行大循环,由于牵 涉的环节多,产品的开发周期长,费用高;对工程设计而言, 往往需要进行方案选择、优化,这一工作一般是靠经验完 成,难免导致方案可靠性降低,从而引起设计失败。
方腔自然对流
涡逐渐变成了椭圆 ,分裂成两个涡。 对流和传导共同作用 。
方腔自然对流
涡分别向左壁和右壁移动,并在方腔中间出现了第三个涡传热机制。 为对流占统治地位,等温线在方腔中央逐渐变得水平,并且只在热壁 和冷壁附近的薄边界层内保持垂直。
CFD算例二:人字形屋顶房间内速度场数值模拟
计算模型: 长宽高尺寸为3m×3m×3.5m 网格数为80×60×80
x=1.5m x方向中心断面
y=1.5m y方向中心断面
CFD算例四:双热源置换通风速度场数值模拟
长、宽、高为4m×3m×3.6m的房间模型,冷风从房间下部的 0.5m×3.0m的矩形送风口送入室内,送风速度0.2m/s,送风温 度21ºC。回风口位于房间的顶部,尺寸为0.4m×0.4m。在房间 底部开有两个热源送风口,两热源送风口尺寸均为0.3m×0.4m 。热源送风速度为0.3m/s,送风温度40ºC。
微分方程组
CFD基本上都是通过求解一组非线性偏微分方程数值模拟流 体流动的物理过程,这些偏微分方程描述了基本的物理规律 ,如质量,动量和能量守恒。 室内空气流动的驱动力是压力差,这些压力差主要是由于风 速,热浮升力,机械通风系统中某一种或者某几种共同作用 而产生。
当把CFD用于IAQ( Indoor Ari Quality)领域时,运用控制容 积的方法推导N一s方程描述质量和动量守恒,同时应用能 量守恒和质量守恒定律。在三维笛卡儿坐标系中,偏微分 方程分别表示了室内气流流动,热交换和污染物的迁移。
暖通空调新技术CFD
202(Computational Fluid Dynamics ,即计算流体动力学,简称 CFD) 就是利用计算机求解流体流动的各种守恒控制偏微分方 程组的技术,这其中将涉及流体力学(尤其是湍流流动)、计 算方法、计算机图形处理等技术。目前国际上一个强有力的研 究领域,是进行“三传”(传热、传质、动量传递) 及燃烧、多相流 和化学反应研究的核心和重要技术,广泛应用于热能动力、航 空航天、机械、土木水利、环境化工等诸多工程领域,暖通空 调制冷行业是CFD 技术应用的重要领域之一。
CFD在暖通领域应用情况
①通风空调设计方案优化及预测,如长沙世界之窗中心剧场(大 剧院) 空调设计方案的数值预测(仿真) 、高大空间气流组织、 置换通风方式的数值模拟、洁净室气流分布的数值模拟等; ②传热传质设备的CFD 分析,如各种换热器、冷却塔的CFD 分析; ③射流技术的CFD 分析,如空调送风的各种末端设备等; ④冷库库房及制冷设备的CFD 分析; ⑤流体机械及流体元件,如泵、风机等旋转机械内流动的CFD 分析,各种阀门的CFD 分析等;
x-y面局部放大图
存在问题:在左右两边上部看台顶部的送风口送出的风 直接从上部看台排出,因此此处速度较大,并且也不经 济。可以采用减少此处的送风量或设置多风口小风量的 方式。
CFD算例一:正方形封闭空腔内自然对流数值模拟
模拟对象为三维封闭方腔内的 自然流动。空腔的高长宽比均 为1。方腔西面为冷等温面, 温度为0ºC。东面为热等温面 。其他面均为绝热面。普朗特 数Pr=0.1
方腔自然对流
流动的典型特性是在方腔中间出现了一个大涡。 传热主要是由热壁和冷壁之间的热传导引起的,等温线几乎是垂直。
1)S=40cm时的x-z面流场分布 2)S=100cm时的x-z面流场分布
进入热源间的冷空气较少, 无法有效抑制住热气流扩散。
进入两热源间的冷气流较大, 对热源上升气流形成较好抑制。
CFD算例五:体育馆内速度场数值模拟
L1=40m,L2=20m,L3=20m,L4=50m。 送风口均匀分布在体育馆顶棚上,一排(x方向上)有六个送风口 ,一共有九排(z方向上)。一共有54个送风口。尺寸均为 0.5m×0.6m。回风口则均匀分布在两边观众席上。
整个体育馆比赛大厅面积约为4236.07m2。 总冷负荷为1694.4kW。送风温差取6℃。 近似算得每个送风口送风速度约为3.6m/s。
体育馆比赛大厅网格划分
体育馆比赛大厅x-y面流场分布
两边观众席处没有脑后风现象。观众席上风速分布比较均匀。 风速在0.1m/s-0.3m/s之间变化。送风较容易到达观众席。垂 直方向上的速度分布基本均匀。赛场上水平方向速度维持在 ±0.1m/s之间。
CFD作用
(1)利用CFD方法可以对室内空气流动形成速度场、温度场 、湿度场以及有害物浓度场等进行模拟和预测,从而可以 得到房间内速度、温度、湿度以及有害物浓度等物理量的 详细分布情况,这对于保证良好的房间空调系统气流组织 设计方案、提高室内空气品质以及减少建筑物能耗都有着 重要的指导意义; (2)利用CFD技术也能对建筑外部的空气流动情况进行模拟 和预测,有助于建筑师进行建筑设计时全面考虑建筑物周 围的微气候。 (3)对于暖通空调工程中其他的一些流动问题,也可以用 CFD方法进行模拟,可以较快地提供给研究者详细的有关 资料,避免大量昂贵复杂的实验。
CFD 结构
Fluent 软件的主要特点
Fluent 软件的结构: 前处理 求解器 后处理
前处理:Fluent 软件中采用GAMBIT 作为专用的前处理软 件,使网格可以有多种形状。 二维流动--生成三角形和矩形网格; 三维流动--可以生成四面体、六面体、三角柱和金字 塔等网格;
求解器:Fluent 软件的核心部分是纳维- 斯托克斯方程组的 求解模块。用压力校正法作为低速不可压流动的计算方法, 包括SIMPLE、SIMPLER、SIMPLEC、PISO 等。 采用有限体积法离散方程,其计算精度和稳定性都优于传统 编程中使用的有限差分法。离散格式为对流项二阶迎风插 值格式——QUICK格式,其数值耗散较低,精度高且构造简 单。
CFD算例三:单热源置换通风速度场数值模拟
3m×3m×3m的房间模型。冷风从房间下部的0.5m×2.0m的矩形 送风口送入室内。 回风口位于房间的顶部,尺寸0.4m×0.4m 。 在房间底部开有两个热源送风口,主热源送风口尺寸为 0.4m×0.4m。
送风温度21ºC,速度0.2m/s,热源送风温度40ºC,速度0.35m/s。
⑥空气品质及建筑热环境的CFD 方法评、预测; ⑦建筑火灾烟气流动及防排烟系统的CFD 分析; ⑧锅炉燃烧(油、气、煤) 规律的CFD 分析; ⑨通风除尘领域,如工业通风系统,各种送排风罩的CFD 分 析,静电除尘器、旋风除尘器、重力沉降室内气粒分离过程 的CFD 分析; ⑩城市风(或建筑小区微气候) 与建筑物及室内空气品质的 相互影响过程的CFD 分析; ⑾管网水力计算的数值方法。
后处理:Fluent 软件的后处理模块具有三维显示功能来展 现各种流动特性,并能以动画功能演示非定常过程,从而以直 观的形式展示模拟效果,便于进一步的分析。
Flunt湍流模型
是CFD 软件的主要组成部分。Fluent 软件配有各种层次的湍流 模型:
◆ 代数模型 ◆ 一方程模型 ◆ 二方程模型 ◆ 湍应力模型 ◆ 大涡模拟等。 应用最广泛的二方程模型是k-ε模型,软件中收录有标准k-ε模 型、RNG k-ε及其几种修正模型。
计算流体力学即CFD 的应用则改变了传统的设计过程,由于 CFD 软件可以相对准确地给出流体流动的细节,如速度场、压 力场、温度场或浓度场分布的时变特性 ,因而不仅可以准确预 测流体产品的整体性能,而且很容易从对流场的分析中发现产 品或工程设计中的问题,据此提出的改进方案只需重新计算一 次就可以判断、评估改进是否有效,并更容易得到某些规律性 的知识。
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