空调房间室内气流组织模拟(fluent)

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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)

模型[1]m s,送风温如图,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/度为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Double Precision(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,2011:312-317a.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;Fluent 6.3以前的版本求解器,只有Segregated Solver和CoupledSolver,其实也Pressure-Based Solver的两种处理方法;b.Density-Based Solver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Preconditioning方法来处理,使之也能够计算低速问题。

空调房间内气流组织的数值模拟

空调房间内气流组织的数值模拟

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制冷与空调
2004 年第 1 期
高雷诺数 k-ε模型包括上述 k 方程、ε方 程及连续性方程、动量方程、能量方程,此模型 因适用于离开壁面一定距离的高雷诺数紊流区域 而得名。这里的雷诺数是指局部区域的紊流雷诺 数,定义为 Re t = ρk / εµ 。当某区域的雷诺数
2
大于 1 时,就称它为高雷诺数区域,在此区域内 的分子粘性可以忽略。对于空调房间内的气流, 室内气流具有高雷诺数,采用 k-ε模型,壁面 附近的流动视为具有简单的紊流边界层流动,采 用壁面函数法。 高雷诺数 k-ε模型与壁面函数法相结合后 就能模拟整个室内气流了。 [4] 3.2 低雷诺数 k-ε模型 采用低雷诺数 k-ε模型使方程组可以从紊 流旺盛区一直引用到壁面,常用的是 Lam-Bremhorst 模型, 在该模型中对式 (1) - (3) 作如下的变化即可:
∂t ∂x j
1 T

T
0
ϕdt ,其中 T 大大超过
∂u = ∂ µ + µ t ∂k + µ t ∂ui ∂ui + j − ρε ∂x j σ k ∂x j ∂x j ∂x j ∂xi
脉动周期,同时又大大小于流动宏观变化周期。 脉动值定义为 ϕ ′ = ϕ − ϕ 。按照以上方法,对 Navier-Stokes 方 程 组 进 行 时 均 运 算 , 得 到 Reynolds 时均方程组,其中 Reynolds 应力项
Numerical Simulation of the Airflow in Air Conditioning Room
Du Lichun Pei Feng Huainan 232001) (Anhui University of Science and Technology

空调房间流场温度场的fluent模拟报告

空调房间流场温度场的fluent模拟报告

空调房间流场温度场的fluent模拟报告1. 引言1.1 概述空调在现代生活中扮演着重要的角色,它可以有效地改善室内环境,并为人们提供舒适的居住和工作条件。

空调房间的流场温度场分布是一个关键因素,对室内温度均匀性、舒适性以及能源消耗等方面都有着重要影响。

因此,对空调房间的流场温度场进行模拟与分析具有重要意义。

1.2 文章结构本文主要围绕着空调房间流场温度场的Fluent模拟展开研究。

文章共分为五个部分:引言、流场温度场模拟方法、模拟结果与分析、参数优化与仿真结果验证以及结论与展望。

每个部分都包含了具体的子章节,以便系统地介绍和阐述相关内容。

1.3 目的本文旨在使用Fluent软件对空调房间的流场温度场进行详细模拟,并通过分析结果和验证方法,评估其在不同工况下的效果。

同时,本文还将探讨如何优化空调参数以实现更好的温度均匀性,并展望存在问题并提出改进方向。

以上是对文章引言部分内容的详细清晰撰写。

2. 流场温度场模拟方法2.1 空调流场模拟概述空调房间的流动和温度场模拟是通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)方法实现的。

该方法基于Navier-Stokes方程,并结合大气物理学、传热学和传质学等知识原理,对空气在房间内的流动特性进行数值分析。

通过该模拟方法可以了解空调房间中的气流运动规律以及温度分布情况,进而为空调系统设计和优化提供有效依据。

2.2 Fluent软件介绍Fluent是一种常用的CFD仿真软件,广泛应用于各种工程领域。

它提供了强大的求解器和前后处理器,可实现复杂流体问题的数值模拟和分析。

在本文中,我们采用Fluent软件进行空调房间流场温度场仿真模拟。

2.3 模型建立与边界条件设定在进行流场温度场模拟前,需要建立几何模型并设置边界条件。

首先,根据实际情况绘制出空调房间的几何图形,并导入Fluent软件进行后续处理。

然后需要定义边界条件,包括房间墙壁、入口和出口等。

空调房间气流组织模拟及优化模板可修订

空调房间气流组织模拟及优化模板可修订

毕业设计说明书作者:学号:学院:系(专业):热能与动力工程题目:空调房间气流组织数值模拟和优化指导者:讲师(姓名) (专业技术职务)评阅者:(姓名) (专业技术职务)2012 年 6 月 2 日Title Numerical simulation of air-conditioned room air distribution and optimizationAbstractAirflow-organizing in air-conditioned indoor air environment, air quality has an important effect is directly related to the indoor temperature, area, flow rate and air-conditioning energy consumption is an important part of the air-conditioned. Effective ventilation and airflow organization has an important significance for improving indoor air quality, to ensure the realization of healthy buildings, healthy comfort air conditioning.The main factors to affect the flow in room inlet velocity, the location of the air inlet into the return air relative position Firstly, the establishment of a physical model and mesh using Gambit software, and numerical simulations using Fluent software, said in an intuitive way the temperature field and velocity field of airflow under different air distribution program, analyzing the draw for office and other similar air-conditioned room, Side of the send side back, on sending the next time, on to send back, next to send back to the four air distribution are more appropriate. But the better Side of the send side back and on to send back on the air current forms of organization.Keywords:Airflow-organizing;Numerical simulation; Turbulencemodel;Temperature field;Velocity field.目次1引言 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 国内外的研究成果 (1)1.3 本文的主要内容和工作 (2)2空调房间的气流组织形式 (3)2.1气流组织的介绍 (3)2.2常用的气流组织形式 (3)2.2.1侧送侧回 (4)2.2.2上送下回 (4)2.2.3上送上回 (4)2.2.4 下送上回 (5)3 气流组织和室内舒适性的评价指标 (5)3.1 技术指标 (5)3.2 经济性指标 (7)3.3 适性空调室内空气计算参数 (8)4 空调房间的数值模拟过程 (8)4.1 物理模型的建立 (8)4.2网格的划分 (11)4.3数学模型 (11)4.4在Fluent里的参数 (13)4.5解算结果及后处理 (14)5 数值模拟结果分析 (15)5.1侧送侧回的结果及分析 (15)5.2 异侧下送上回的结果及分析 (17)5.3上送上回的结果及分析 (19)5.4上送下回的结果及分析 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)1 引言1.1 研究的背景及意义随着经济的发展和科技的进步,人们的物质生活水平不断提高,空调的使用越来越普及,人们对居住和工作环境的要求也越来越高,因此对通风空调技术也提出了更高的要求。

某综合体项目办公大堂空调气流组织的CFD模拟分析

某综合体项目办公大堂空调气流组织的CFD模拟分析

某综合体项目办公大堂空调气流组织的CFD模拟分析摘要:高大空间建筑有体积大、空调负荷大、能源消耗量大、对空调质量要求高等特点,其气流组织方式和空调节能问题尤显重要。

有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质,保证实现健康建筑、健康舒适性空调有着重要的意义。

做好大空间内气流组织的CFD模拟分析,可以从人员舒适性角度考虑风口布置的合理性,满足大空间档次提升需求。

同时可在室内精装设计阶段作为风口布置参考。

关键词:高大空间;气流组织 CFD模拟分析;速度场;温度场引言:空调的使用越来越普及,人们对居住和工作环境的要求也越来越高,对通风空调技术也提出了更高的要求。

在空调房间内,气流组织是通风和空调系统的重要组成部分,直接影响室内空调效果,是关系着房间工作区的温度、湿度基数、精度及区域温差、工作区的气流速度及清洁程度和人们舒适感的重要因素。

随着计算机技术的发展,越来越多的项目在设计阶段利用CFD技术对空调房间气流组织进行优化和研究,从而了解由空调通风所形成的室内空气速度场、温度场、湿度场以及有害物浓度场等的分布情况,以制定出最佳的气流组织方案。

本文以南宁某综合体项目办公大堂为例,对设计的空调送回风系统进行CFD模拟分析。

一、CFD技术简介室内气流组织,是指一定的送风口形式和送风参数所带来的室内气流分布。

在实际工程中,常用的气流组织形式有:侧送侧回、上送下回、上送上回、下送上回等。

影响空调房间气流组织的主要因素是入口风速、进风口的位置、进回风口的相对位置等。

由于影响因素较多,加上实际工程中具体条件的多样性,因此难于用简单的理论或经验表达式来综合上述诸多因素的影响。

目前,在空间气流分布计算方面较多采用CFD技术进行模拟分析。

CFD是计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)的简称,是流体力学和计算机科学相互融合的一门新兴交叉学科,它从计算方法出发,利用计算机快速的计算能力得到流体控制方程的近似解。

空调房间气流组织模拟及优化

空调房间气流组织模拟及优化

毕业设计说明书作者:学号:学院:系(专业):热能与动力工程题目:空调房间气流组织数值模拟和优化指导者:讲师(姓名) (专业技术职务)评阅者:(姓名) (专业技术职务)2012 年 6 月 2 日题目空调房间气流组织数值模拟和优化摘要:气流组织对空调室内的空气环境、空气品质有着重要的影响,直接关系着室内的温度、区域流速及空调能耗,是空气调节的一个重要环节。

有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质,保证实现健康建筑、健康舒适性空调有着重要的意义。

影响空调房间气流组织的主要因素是入口风速、进风口的位置、进回风口的相对位置等,本文首先使用Gambit软件建立物理模型和网格划分,并用Fluent软件进行数值模拟,以直观的方式表示各不同气流组织方案下的气流的温度场和速度场,分析得出对于办公室等类似的空调房间,侧送侧回、上送下回、上送上回、下送上回等四种气流组织都比较适合的。

但是侧送侧回和上送上回的气流组织形式更优。

关键词:气流组织数值模拟紊流模型温度场速度场Title Numerical simulation of air-conditioned room air distribution and optimizationAbstractAirflow-organizing in air-conditioned indoor air environment, air quality has an important effect is directly related to the indoor temperature, area, flow rate and air-conditioning energy consumption is an important part of the air-conditioned. Effective ventilation and airflow organization has an important significance for improving indoor air quality, to ensure the realization of healthy buildings, healthy comfort air conditioning.The main factors to affect the flow in room inlet velocity, the location of the air inlet into the return air relative position Firstly, the establishment of a physical model and mesh using Gambit software, and numerical simulations using Fluent software, said in an intuitive way the temperature field and velocity field of airflow under different air distribution program, analyzing the draw for office and other similar air-conditioned room, Side of the send side back, on sending the next time, on to send back, next to send back to the four air distribution are more appropriate. But the better Side of the send side back and on to send back on the air current forms of organization.Keywords:Airflow-organizing;Numerical simulation; Turbulencemodel;Temperature field;Velocity field.目次1引言 (1)1.1 研究的背景及意义 (1)1.2 国内外的研究成果 (1)1.3 本文的主要内容和工作 (2)2空调房间的气流组织形式 (3)2.1气流组织的介绍 (3)2.2常用的气流组织形式 (3)2.2.1侧送侧回 (4)2.2.2上送下回 (4)2.2.3上送上回 (4)2.2.4 下送上回 (5)3 气流组织和室内舒适性的评价指标 (5)3.1 技术指标 (5)3.2 经济性指标 (7)3.3 适性空调室内空气计算参数 (8)4 空调房间的数值模拟过程 (8)4.1 物理模型的建立 (8)4.2网格的划分 (11)4.3数学模型 (11)4.4在Fluent里的参数 (13)4.5解算结果及后处理 (14)5 数值模拟结果分析 (15)5.1侧送侧回的结果及分析 (15)5.2 异侧下送上回的结果及分析 (17)5.3上送上回的结果及分析 (19)5.4上送下回的结果及分析 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)1 引言1.1 研究的背景及意义随着经济的发展和科技的进步,人们的物质生活水平不断提高,空调的使用越来越普及,人们对居住和工作环境的要求也越来越高,因此对通风空调技术也提出了更高的要求。

试验一室内气流组织模拟试验试验目的通过室内气流组织模拟

试验一室内气流组织模拟试验试验目的通过室内气流组织模拟

实验一室内气流组织模拟实验一、实验目的通过室内气流组织模拟实验,掌握常用风口、常见室内送回风口布置对室内气流分布、工作区温度速度均匀性的影响;掌握室内工作区温度和速度的测量方法、气流演示实验方法。

二、实验原理室内气流组织的优劣直接影响室内热环境的舒适性和空调设计的实现,同时也直接影响空调系统的能耗量。

通常室内工作区由余热而形成的负荷只占全室总负荷的一部分。

另一部分产生于工作区之上。

良好而经济的气流组织形式,应在保证工作区满足空调参数要求的前提下,使空调送风有效地排出工作区的余热,而不使工作区以外的余热带入工作区,从而达到不增加送风量且提高排风温度的效果,直接排除这部分热量,以提高空调系统的经济性。

为此引入评价室内气流组织经济性指标一一能量利用系数n :t - tH =—p. _______ oL式中,t、t、t分别为室内工作区空气平均温度、送风温度及排(回)风温度。

通过实测获得能量利用系数n,以评价室内气流组织的经济性。

三、实验方法1.气流组织测量方法(1).烟雾法将棉球蘸上发烟剂(如四氯化钦、四氯化锡等)放在送风口处,烟雾随气流在室内流动。

仔细观察烟雾的流动方向和范围,在记录图上描绘出射流边界线、回漩涡流区和回流区的轮廓,或者采用摄影法直接记录气流形态。

由于从风口射出的烟雾不大而且扩散较快,不易看清楚流动情况,可将蘸上发烟剂的棉花球绑在测杆上,放到需要测定的部位,以观察气流流型。

这种方法比较快,但准确性差,只在粗测时采用。

⑵.逐点描绘法将很细的合成纤维丝线或点燃的香绑在测杆上,放在测定断面各测点位置上,观察丝线或烟的流动方向,并在记录图上逐点描绘出气流流型,或者采用摄影法直接记录气流形态。

这种测试方法比较接近于实际情况。

应注意上述用于记录气流形态的摄影法对拍摄焦距、烟雾与背景的对比度等要求较高。

2.能量利用系数测量方法分别在室内工作区、送回风口处布置温度测点,温度测量仪器采用热电偶测量,工作区温度应采用多点布置取其平均值,计算求得能量利用系数。

用CFD方法对冬季空调房间进行气流组织模拟和优化方案

用CFD方法对冬季空调房间进行气流组织模拟和优化方案

4.1冬季空调房间的温度场和速度场 4.1.1冬季空调房间的温度场
z = 0.1m处温度场
z = 1.1m处温度场
z = 1.6处温度场
z = 2m处温度场
4.1.2冬季空调房间的速度场
z = 0.1m处速度场
z = 1.1m处速度场
z = 1.6m处速度场
z = 2m处速度场
问题
➢ 温度场:温度场也有极大的改善,但改善程度 略次于措施1。
➢ 速度场:比采取措施2前略有改善,但效果不是 很大。
4.4改进后冬季空调房间的温度场和速度场。 4.4.1采取措施3后冬季空调房间不同断面的温度场
z = 0.1m处温度场
z = 1.1m处温度场
z = 1.6m处温度场
z = 2m处温度场
谢谢
❖ 冬季外窗的渗透风对室内温度场影响很大,北向与西向墙及窗的热损失, 也使得温度场在这两个墙壁附近分布不均匀。
Hale Waihona Puke 改进方法➢ 改进方法: ❖ 措施1:采取措施,使北向外窗的
渗透风量减小一半,风口的布置 不变。 ❖ 措施2:风机盘管以及风口布置位 置改变,其中一组风机盘管以及 送风风口移到靠近北外墙布置。 如右图所示,北外窗的渗透风量 不变。 ❖ 措施 3:采取措施使北外窗的渗 透风量减小一半,同时又将送、 回风口移近北外墙(窗)。新风 、送回风的参数不变。
2.3算例选择
本模拟选择本办公楼中最 代表性的房间进行模拟,空 调平面图如右图所示。房间 内安装了两台风机盘管。
3.模型建立 3.1 几何模型
设计对象的物理模型如图所示,房间的尺寸:8.2m×5m×3.3m(长×宽×高),如下图所示。
3.2 数学模型
在本设计中采用k-ε(k为紊流动能,ε为紊流耗散率)模型。它是目前在房间空气流 动中最普遍采用的模型,对暖通空调领域多种流型的计算结果显示,该模型优于其他 模型。

空调房间气流组织数值模拟和优化-白杰

空调房间气流组织数值模拟和优化-白杰

图3.异侧上送下回
图4.异侧下送上回
网格的划分:
• 我所建立的模型是规 则的长方体模型,因 此取整个空调房间为 计算区域,在笛卡尔 直角坐标系下使用 0.08m×0.08m×0.08 m的网格,网格数总 计147700个,模型如 下图,数值模拟采用 Fluent软件进行数值 计算。
图5.网格划分的模型图
结论:
• 同侧上送下回是送风口以贴附射流形式进行送风,射流有足够的 射程能够送到对面墙上,工作区处在回流区,气流在整个房间截 面内形成一个大的回旋气流,房间内的有害气体可以随着气流的 挤压流动由回风口排出。由于送风射流在到达工作区之前,已与 房间空气进行了比较充分的混合,速度场和温度场都趋与均匀和 稳定。 • 实际上,对于办公室等类似的空调房间,以上的四种气流组织都 比较适合的。但是同侧上送下回和异侧上送上回的气流组织形式 更优。
摘要
本文以计算流体力学和数值传热学为理论基础,对空调房间的气流 组织形式和室内空气三维湍流流动的数值模拟方法进行分析,使用 Gambit建立夏季空调房间常见的四种气流组织模型,采用FLUENT 软件以直观的方式显示了四种气流组织方案的气流流型,分析讨论 其气流分布规律、特点,并将数值计算结果进行处理,并将各种不 同送气流组织形式下的温度场和速度场进行对比,总结各种气流组 织形式的优缺点。
( u ) ( v) ( w) 0 x y z
(2)动量守恒方程(N-S方程)
( u ) u u u +div( uU) ( ) + ( ) + ( ) Su t x x y y z z x
( v) v v v +div( vU) ( ) + ( ) + ( ) Sv t x x y y z z y

某空调间fluent模拟

某空调间fluent模拟

空调间内空气流场的模拟模拟课题名称:空调间内空气流场的模拟模拟的步骤:1:gambit建立空间模型及建立网格1.1打开gambit,选择文件的存储路径。

为了寻找的方便,我们将文件尊放在d盘fluent文件下点击run,进入gambit界面;1.2建立空调间的空间模型点击体控制面板中的体控制按钮直接生成六面体,选择direction为+x+y+z方向输入房间尺寸,生成房间如图同样的方法生成空调的六面体,并将六面体通过移动的选项将六面体移动到正确的位置上如图:因为整个的计算区域为空调间减去空调的空间所以选择选项,将空调的空间去除,经过渲染之后得到下图:这样计算区域的几何模型就建立起来了。

1.3网格的划分这里我们直接对体进行网格划分点击,进入网格划分界面,选择该体,采用六面体的网格单元和submap网格划分方法进行划分如图Interval size输入0.05,建立网格如图如图,我们可以看到总共建立了359840个网格。

接下来需要对网格单元记性检查,经过检查发现网格符合要求。

1.4定义边界类型本文定义房间的上下左右先后分别为壁面边界,空调的下边界为速度进口,空调的上边界为速度出口空调的其他面为壁面边界。

建立的过程如图建立完成后得到:1.5保存文件后安全退出执行File Export Mash,输出三维的数据文件,不要在2维的地方打勾,为了以后查找的方便我们将文件的名字改为kongtiaojian,最后执行Exit安全退出。

这里注意不要点右上角的,要选择exit键才能安全退出,否则生成的是碎片文件。

2 fluent模拟2.1文件的读取和检查打开fluent三维单精度计算器如图,执行Flie Read Case,读入我们已经划分好的网格文件,当出现表示网格文件读入完毕。

执行Grid Check检查网格,表示网格检查完毕。

执行Grid Scale我们可以看到整个的计算区域2.2各个参数的设立点击Define Model Solve,本例为压力计的定常模型,故保持默认值点击Define Model Energy,打勾,激活传热计算点击Define Model Viscous为标准的k-epsilon模型模型选择完后定义材料fluent默认的材料是空气,故不需要定义流动的材料,但需要考虑房间及空调壁面的传热,房间壁我们默认为铝,通过改变铝的物理性质来改变材料,而空调壁面的材料我们直接调用数据库里的钢,完成材料的定义。

空调房间气流组织的数值模拟研究

空调房间气流组织的数值模拟研究

空调房间气流组织的数值模拟研究摘要:随着社会的进步和经济的发展,人们的生活水平不断提高,对居住和工作的建筑环境有了更高的要求,因而对通风空调技术也提出了更高的要求,空调效果成了人们关心的重点。

空调室内的气流组织直接影响着空调系统的使用效果,是关系着房间工作区的温湿度基数、精度及区域温差、工作区的气流速度及清洁程度和人们舒适感觉的重要因素,是空气调节的一个重要的环节。

本文采用CFD方法,对办公室空调房间内的气流组织进行三维数值模拟计算,并对模拟的结果进行分析讨论。

关键词:气流组织;数值模拟;速度场;温度场1物理模型本文所研究的空调办公室房间尺寸为6.8m×6.0m×4.0m,柜式空调机送风口的尺寸500mm×300mm,送风口中心距地1.55m,回风口的尺寸为500mm×500mm,回风口贴地。

立式空调机斜侧放置在墙角,与墙壁成45°夹角。

空调房间有11台计算机、11个人员、4盏荧光灯等热源。

为了简化计算,计算机为400mm×400mm×400mm的正方体模型,其中心距地1m;人员为坐姿,为一个400mm×400mm×1200mm的长方体模型;荧光灯为50mm×50mm×1200mm的长方体模型,距地2.6m,白天不考虑灯光照明。

坐标原点为房间的几何中心。

简化的物理模型如图1。

图1房间的物理模型2数学模型为了简化问题,作如下的假设:(1)室内气流为不可压缩常物性牛顿流体,稳态湍流流动,且符合Boussinesq假设;(2)不考虑太阳辐射以及房间内部各表面的辐射换热影响,固体壁面上满足无滑移条件,在计算模型中不考虑;(3)门、窗、墙壁密闭性好,不考虑漏风的影响。

根据实际情况采用的计算方法是由Launder和Spalding等提出的k双方程模型。

模型的控制方程为:①连续性方程(1)式中,ui 为xi方向上的时均速度,m/s。

基于FLUENT对某商场的气流组织仿真设计

基于FLUENT对某商场的气流组织仿真设计

的温度详细分布的文献未见报道。由于实际空气是粘性流体,流动基本为湍流流动,故这其中涉 及湍流模拟技术。 1.4 本论文的研究内容 人们现在非常重视环境问题,因为环境直接影响到人类的生存与发展。环境问题包含两个方 面:室内环境与室外环境。据统计,人们平均有80%以上时间处在室内,即人们绝大多数时间是在 建筑内部工作与生活。随着社会发展和人们生活水平的提高,工作居住条件不断改善,许多建筑 物都进行了高级装修,作为改善建筑环境重要手段的空调也广泛应用在体育馆、影视院、百货商 场、餐厅等公共建筑和办公楼、酒店客房及住宅中。空调主要是调节控制房间热、湿环境,给人 们以舒适感。但舒适不等于健康,人们在享受空调所给予的舒适感的同时,某些空调房间的空气 品质却在恶化,无形地对人们的健康造成危害。所以在暖通空调系统中,室内气流组织的合理性, 对空调效果及能耗有重大的影响。寻找合适的气流组织形式以满足节能和舒适性的需要是非常重 要的。 空调房间的气流组织,是指确定合适的送(回)风口形式、位置、规格、数量和送(回)风量、 风速、温度等参数。这些参数直接影响室内空调的效果,是关系着房间的温湿度参数、精度及区 域温差、 工作区的气流速度及清洁程度和人们舒适感觉的重要因素, 是空气调节的一个重要环节, 也是工程设计中必须着重考虑的一个重要环节。 传统的揭示气流组织分布规律的作法是通过模型实验,得出经验或者半经验的公式,然后在 这些公式的基础上进行气流组织的计算。由于模型实验不仅耗费人力、物力,而且受模型实骏的 条件限制,有时难以模拟出复杂的空间流动的全部特征。即使是同样一个空调房间,可能的气流 组织方案也会有很多种,想通过实验的方法来确定各种气流组织方案的优劣需要较长的实验周期 和昂贵的实验费用,显然是不现实的,也不经济。 随着计算技术的发展和高速计算机的应用,利用计算机求解空气流动控制方程组的数值模拟 方法CFD也有了很大的发展。CFD方法具有成本低、速度快且可模拟各种不同的工况等独特的优 点,故其逐渐受到人们的青睐。CFD方法也越来越多地应用于暖通空调领域。利用CFD方法可以对 室内空气流动的速度场、温度场、湿度场以及有害物浓度场等进行模拟和预测,这对保证良好的 房间空调系统气流组织方案、 提高室内空气品质(IAQ)以及降低建筑物能耗都有重要的指导意义。 研究合理的房间气流组织的数值计算方法成为进行高性能的房间空调设计的重要方向。 本文采用FLUENT软件以直观的方式显示了多种气流组织方案的气流流型,分析讨论其气流 分布规律,指出其适用场合:并将数值计算结果进行处理,通过分析和比较,证实了利用K-ε湍 流模型对非等温的房间气流组织进行数值计算是可靠可行的。并将各种不同送风参数下的温度场

运用Fluent软件对室内气流组织的模拟研究

运用Fluent软件对室内气流组织的模拟研究
摘要
- 曰 - 一 竺 - 二 巴盛巴======.. ...二..二二二二二二 二二二二二


随着 人 们 物 质 生 活 水 平 的 提 高 , 空 调 的 使 用 越 来 越 普 及 了 ,人 们 对
室 内环 境 的要 求 也越 来 越 高 了 ,所 以在 暖 通 空调 系 统 中 ,室 内气 流 组 织 的合 理 性 ,对 空 调 的 效 果 和 能 耗 有 重 大 的影 响 , 寻 求 合 适 的气 流 组 织 形 式 以满 足 节 能和 舒 适 性 的 需 要 变 得 越 来 越 重 要 了 。 影 响 空调 房 间气 流 组 织 的 主要 因素 是 入 口风 速 、进 风 口的位 置 、进 回风 口的相对位置等 ,本文采用 F u n 软件来模拟三维 的较复杂 的家用 le t 空调 室 内气 流 组织 的流 动 形 式 ,首先在 G m i 建 立物 理模 型 ,然 后 对 a b t里 所 建 立 的物 理 模 型 进 行 网格 划 分 , 选 用 空 气 流 动 的 质 量 守恒 方 程 、动 量 守恒 方 程 、能 量 守恒 方 程 以及 K- 方 程 ,采 用 不 同的入 口风 速 、改变 进 s 风 口至 顶 棚 的 距 离 及 改 变 进 回 风 口相 对 位 置 来 对 空 调 室 内进 行 模 拟 分 析 ,并在 F u n 件 中 以直 观 的方 式表 示 出 了各 种 不 同气 流 组 织方 案 下 l e t软
气流 的温度场和速 度场 ( 气流流型 图) ,分析讨论其不 同参数下 的气流分 布 的规 律 、特 点及 其适 用场 合 。 结果证 明 ,利用 K- 湍 流模 型 对 空调 房 间 的气 流 组织进 行 数值 计 算 s 是 可 行 的 。这 一 数 值 模 拟 方法 也 能帮助 设计 人 员 预测 其 气流 设 计方 案 的 效 果 。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 、减 少 空 调 的 能耗 ,对 建 筑 物 热 环 境 的节 能 设 计 及 室 内空气 质 量

基于Fluent的某超市空调工况下室内气流组织模拟

基于Fluent的某超市空调工况下室内气流组织模拟

基于 Fluent 的某超市空调工况下室内气流组织模拟丁伟翔 刘秀会 金羽佳浙江联泰建筑节能科技有限公司摘 要: 本文采用Fluent 计算流体力学软件作为模拟工具, 针对某大型超市冬夏季室内空调工况下的气流组织进 行了模拟研究, 通过分析空调送风在室内形成的温度场及速度场, 为该超市空调系统设计的合理性及室内人员的 舒适性提供参考。

关键词: 超市 室内气流组织 空调系统 冬夏季Simulation Research on Indoor Air Distributionof a Large Supermarket in Air­conditioningDING Wei­xiang,LIU Xiu­hui,JIN Yu­jiaZhejiang Liantai Architecture Energy Saving Technology Co.,Ltd.Abstract: This article simulates the indoor air distribution of a large supermarket in air­conditioning in summer and winter by Fluent software.Analyzing the temperature field and velocity field formed by air conditioning supply­air,it will provide reference to the rationality of the design and the comfort of the indoor people for this supermarket air­conditioning system.Keywords:supermarket,indoor air distribution,air conditioning system,summer and winter收稿日期: 2017­9­9作者简介: 丁伟翔 (1991~), 硕士, 助工; 浙江省杭州市文二路 391号西湖国际科技大厦 D 中 408浙江联泰建筑节能科技有限公司 (310012); E­mail:542085088@0 引言气流组织是空气调节中的一个重要环节, 关系着 房间人员活动区的温湿度参数,精度及区域温差。

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模型[1]
m s,送风温如图,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/
度为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Double Precision(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;Fluent 6.3以前的版本求解器,只有Segregated Solver和
Coupled Solver,其实也Pressure-Based Solver的两种处理方法;
b.Density-Based Solver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
Preconditioning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-Based Solver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
-模型,这种模型应用较多,计算量适
a.这里我们使用的湍流模型是Standard kε
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 Zone Conditions,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Velocity Inlet对话框。

m s,而Specification Method中的设置如图。

Momentum设置:设置入口速度为1/
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Pressure Outlet对话框。

压强出口边界条件在流场出口边界上定义静压,而静压的值仅在流场为亚声速时使用。

如果在出口边界上流场达到超音速,则边界上的压强将从流场内部通过差值得到。

其他流场变量均从流场内部通过插值获得。

Momentum设置:使用默认的表压参数值,因为出口为大气压,而Specification Method 中的设置如图。

Thermal设置:对于包含能量计算的问题,需要设定回流总温。

(这里原文中并未设置,提出质疑,认为这里应设置成为外界温度298K,即25℃。


③设置壁面的边界条件。

从Zone列表中选择wall,并设置Type为wall。

再单击Edit弹出Wall对话框。

Thermal设置:设置壁面温度为303K,即30℃。

6.求解
①Solution Methods:这里保持默认的求解参数。

②Solution Initialization:对于稳态问题,计算的初始化并不显得那么重要,这里只将Compute from下拉列表中选择inlet,然后点击Initialize按钮。

③Run Calculation:设置迭代步数,开始迭代。

7.后处理
①显示速度云图。

双击击Graphics and Animation/Contours,设置如图
结果如图:
②显示温度云图。

同样,设置如图:
结果如图:。

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