空调房间室内气流组织模拟fluent

空调房间室内气流组织模拟(ｆｌueｎｔ）

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模型[1]

m s,送风温度为ﻩ如图,房间左下角有一个空调，送风和回风方向如图所示。送风速度为1/

25℃,壁面温度为30℃。

1．建立模型及网格划分

①建立模型及网格划分的步骤在此处暂时省略，以后后机会再补上,这里直接读入网格文件hvac-ｒoｏｍ.ｍsｈ。

②读入网格后应检查网格及网格尺寸,通过Meｓh下的Check和Ｓcａle进行实现,这里不做详细描述。

2．求解模型的设定

①启动FLＵEＮT。启动设置如图,这里着重说说DoublｅPrecｉｓｉon(双精度)复选框,对于大多数情况，单精度求解器已能很好的满足精度要求，且计算量小，这里我们选择单精度。然而对于以下一些特定的问题，使用双精度求解器可能更有利。

[1] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战：FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot[M]. 北京,人民邮电出版社,2011:312-317

a.几何特征包含某些极端的尺度(如非常长且窄的管道）,单精度求解器可能不能

足够精确地表达各尺度方向的节点信息。

b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体，而某一个区域的压力特

别大(因为用户只能设定一个总体的参考压力位置），此时，双精度求解器可能更能体现压差带来的流动。

c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格,使用单精度求解器可能会遇到收敛

性不佳或精确度不足不足的问题,此时,使用双精度求解器可能会有所帮助。

②求解器设置。这里保持默认的求解参数，即基于压力的求解器定常求解。如图:

下面说一说Pressｕｒe－based和Deｎsitｙ－baｓed的区别:

a.Ｐrｅｓsure-Baｓed Solver是Fluenｔ的优势，它是基于压力法的求解器,使用的是

压力修正算法,求解的控制方程是标量形式的,擅长求解不可压缩流动,对于可压流

动也可以求解；Fluenｔ6．3以前的版本求解器，只有SeｇｒeｇateｄSｏlvｅr

和Ｃouplｅd Solｖer，其实也Pressuｒe－Ｂaｓed Solveｒ的两种处理方法;

b.Deｎｓity-BaｓedＳｏlver是Ｆlｕent 6.3新发展出来的，它是基于密度法的求解

器，求解的控制方程是矢量形式的，主要离散格式有Roｅ，ＡUSM+,该方法的初

衷是让Fｌuｅnｔ具有比较好的求解可压缩流动能力，但目前格式没有添加任何限

制器，因此还不太完善；它只有Coｕpled的算法;对于低速问题，他们是使用Pr

ｅｃonditiｏning方法来处理,使之也能够计算低速问题。Dｅnsity-Based Solｖer下

肯定是没有SIMPLＥＣ，PIＳＯ这些选项的,因为这些都是压力修正算法,不会在这

种类型的求解器中出现的；一般还是使用Presｓure－BaseｄSｏlver解决问题。

基于压力的求解器适用于求解不可压缩和中等程度的可压缩流体的流动问题。而基于密度的求解器最初用于高速可压缩流动问题的求解。虽然目前两种求解器都适用于各类流动问题的求解(从不可压缩流动到高度可压缩流动)，但对于高速可压缩流动而言,使用基于密度的求解器通常能获得比基于压力的求解器更为精确的结果。

-湍流模型,Dｅfinｅ/Ｍodeｌｓ/Vｉscｏus。

③流动模型设置。这里使用的是kε

a.这里我们使用的湍流模型是Staｎｄard kε-模型,这种模型应用较多,计算量适

中，有较多数据积累和比较高的精度,对于曲率较大和压力梯度较强等复杂流动模

拟效果欠佳。一般工程计算都使用该模型,其收敛性和计算精度能满足一般的工程

计算要求,但模拟旋流和绕流时有缺陷。

b.壁面函数的选择，我们这里选择的是，标准壁面函数法。其应用较多,计算量小，

有较高的精度。适合高雷诺数流动,对低雷诺数流动问题，有压力梯度、高度蒸腾

和大的体积力、低雷诺数和高速三维流动问题不适合。

④激活能量方程。考虑到传热的存在,需激活能量方程,Ｄefiｎe/Ｍoｄelｓ／Energｙ。

3．材料物性设置

保持默认的ａir物性，Define／Maｔeriaｌs,这里不再详述。

4．计算域设置

一般来讲，计算域与边界条件在建模时已确定，这里只是根据具体需要,设置相关参数。计算域在这里默认,Define/Cｅｌl ZｏnｅConditｉons,默认流体介质为标准空气。

5．边界条件设置

①设置进口的边界条件。

从Zｏne列表中选择ｉnｌｅt，并设置Type为ｖｅlocity-inlet。再单击Edit弹出Veloc ｉｔy Inleｔ对话框。

m s,而SｐｅｃificatioｎMethod中的设置如Mｏmｅｎtｕm设置：设置入口速度为1/

图。

在Ｔｕrbuｌence Speciｆicaｔion Meｔhod （湍流定义方法)下拉列表中,可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。

这里选择Intensity and Hydrａuｌic Dｉａmeｔer,湍流强度与水力直径的确定有相应的

计算方法,这里只是采用估算来加以确定。

Ｔheｒmal设置:设置入口送风温度为298K，即25℃。

②设置出口的边界条件。

从Zoｎｅ列表中选择ouｔｌet,并设置Tｙｐe为pressure-outlet。再单击Eｄｉt弹出P ｒessurｅOutｌet对话框。