大空间室内人工环境的流场和温度场数值模拟
标准办公室热环境的数值模拟
标准办公室热环境的数值模拟摘要：办公室是目前工作人员停留时间较长的场所，文章采用CFD技术，对标准办公室在不同气流组织与空调工况下的热环境进行数值模拟,以便为提高办公室的热舒适性设计提供参考依据。
关键词：办公室；CFD；数值模拟Numerical Simulation of thermal environment on standard officeLi Xiaofei, Cheng HaifengAnhui architecture design institute of Anhui university of architecture and industryAbstract: Office as a place for missionary staying, in order to supply some references in improving thermal comfort of office place, simulated the standard office under different air flow and air conditioning circumstances by using CFD technology.key Word: Office; CFD; Numerical simulation0 前言随着办公建筑的大量兴建和人们对室内空气品质要求的提高，办公室室内空气的热舒适性变的更加重要。
作为工作人员长期停留的公共场所，从暖通空调专业来说，应保持健康舒适的室内热环境。
随着计算机技术的发展，空调领域中利用CFD技术来模拟气流组织，热舒适性以及优化系统设计的应用越来越广泛。
本文采用CFD方法，对标准办公室不同气流组织和冬夏季空调工况进行了数值模拟，为以后办公建筑的空调设计提供参考依据。
1 数学模型1.1 室内零方程模型除了遵循三大守恒定律以外，本文的数学模型采用室内零方程喘流模型（indoor zero equation）。
室内气流组织数值模拟与舒适度分析
室内气流组织数值模拟与舒适度分析摘要：分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的室内空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟，并对其结果进行了实验验证。
根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。
结果表明，分层空调和置换通风是室内中较好的气流组织方式。
关键词：室内；气流组织；速度场；温度场；数值模拟；热舒适引言传统空调系统的气流组织是以送风射流为基础的，通过反复迭代检查温度和速度。
最后，找到合理的回风方案和参数。
空调房间内的供气射流大多是多个非等温湍流射流，一般设计方法是基于单股等温紊流射流的规律，射流约束修正系数、射流重合度和非等温射流的修正系数。
介绍。
这种方法忽略了很多其他因素，如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等，因此必然有一定的误差，在某些情况下甚至有很大的误差。
若简单地将这种方法用于空间空调系统的气流组织设计，是不合适的。
空间空调系统的气流设计没有成熟的理论和实验结论。
主要研究方法是将气流的数值分析与模型相结合。
由于气流的数值分析涉及到各种可能的内部扰动、边界条件和初始条件，所以可以完全反映房间内的气流分布，从而确定气流的最佳方案。
1室内空气流动的有限元数值模拟机械通风房间内的空气流动多属于非稳态湍流流动，直接模拟尚不现实。
在解决实际问题时，需要对物理模型进行一定的假设和简化处理。
笔者作了以下假设：1）室内空气为低速不可压缩气体，且符合 Boussinesq 假设；2）室内空气流动为准稳态湍流流动；3）忽略能量方程中粘性效应引起的能量耗散。
2各种送风方式下大空间室内气流组织数值模拟2.1研宄对象本文的研宄对象为有内热源、尺寸为12 mX &4 mX5.0 m（长X宽X高）的长方体建筑模型（如图1所示），风口设在外墙侧。
人员和设备由于不断放出热量，对室内气流分布特性有重要影响，将其视作内热源处理。
内热源模型为0.4 mX1.2 mX 1.3 m（长X宽X高）的长方体。
大空间建筑室内热环境的数值模拟
季室外计算干球温度 一９℃， 冬季室外 最冷月相对湿度 ４ ％， ５ 室外
平均风速 ３ｍ／， ｓ大气压力 １２ ０ Ｐ ， 内设计干球温度 ２ ０ ．４ｋ ａ室 ２℃ ，
８
６
４
２
＿ 豢 ～ ＿ 爨
４ ４ ３ ３
・２ １ １ ・
１ ４℃ ， 内设计冷负荷 为 ９ Ｗ ， 负荷 指标为 ３ ３Ｗ／ ， 室 ０ｋ 冷 ０ ｍ２总送 于室 内空气 的流动 ， 但不利 于室内污染物 的直接排除 。 致｝ 董
风量 为 ２ ０ ／ 。顶 送 、 排 风 散 流 器 的 尺 寸 均 为 ３ ０ｒｍ × ２０ ０ｍ３ｈ 顶 ６ ｆ ３． 分 层 空 调 工 况 室 内热 环 境 的 数 值 模 拟 ｌ ２
刷机 。房间西墙 、 南墙 为 内墙 ， 他墙为外 墙 ， 有 门均为 内 门。 其 所 所建立厂房的物理模 型如 图 １ 所示 。 枷ｌ 渤 粥暑 抛 § ｍ 躺甓 ； 糯ｓ ； ｍ 枷； ｝ ｛ 姒姗 猫
Ｏ
１ Ｏ
ｂ ｋ＝２ ５ ｍ温度场
４． ９ １ ｅ＋ ０ ０
０
相对湿度 ５ ％＿ 。房间长 ３ ． 宽 ９ ０ｍ， ０ ２ ｊ ３ ０ｍ， ． 吊顶高度 ７ ８ｍ， ． 建
筑 面 积 为 ２ ７ｍ２ ９ 。
２ 数值 模 拟
２． 物 理 模 型 １ 根据厂房的建筑尺 寸建立三维立体模 型 ， 以东 、 高度 、 南作为 坐标 的 ．， ， 向。吊顶布置两排风 口， ２ Ｙ 方 ７ 北侧为送 风 口， 侧为 南
１ ０ ｘ ０ ６０ ０ ２０ ０×１ Ｏ ０ ８
高大空间建筑室内热环境特性数值分析
高大空间建筑室内热环境特性数值分析孙立军【摘要】Simplified the boundary conditions of large space building, standard k-e turbulence model and CFD method were applied to analyze the characteristics of indoor thermal environment, and air distribution of air-conditioning was simulated, then the effect of indoor thermal environment in large space building with two schemes were analyzed. The results show that: (1) In scheme 1 of large space building,the wind speed nearby air return opening are larger and the temperatures around ground, walls, persons and lampshade are higher in whole space scheme of air-conditioning system . (2) The wind speed of jet axis and the recirculation zone are larger; and in the working area of air-conditioning, the temperatures are comfortable in the scheme of stratified air-conditioning system. The research conclusions show that the reasonable air distribution and thermal comfort in the working area could attained in the stratified air-conditioning system.%通过简化高大空间建筑边界条件,采用标准k-ε湍流模型,利用CFD方法数值分析了其室内热环境特性,并对空调气流组织进行模拟.给出了两种方案对高大空间室内热环境的影响.结果表明:(1)初始方案中高大空间建筑气流组织较差,地板温度较高.(2)优化方案中回风口设在两侧墙壁上,在送风口下方,温度场分布合理,满足热舒适要求.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)015【总页数】3页(P3650-3652)【关键词】高大空间建筑;室内热环境;气流组织;CFD【作者】孙立军【作者单位】中油辽河油田公司,锦州124010【正文语种】中文【中图分类】TU111.1920世纪70年代起研究人员开始利用CFD技术进行建筑空调送风方案研究，已取得许多成果，研究范围从室内热环境和建筑物烟气扩散模拟，扩展到建筑小区风环境至大气扩散问题［1—4］。
数值模拟方法在人工环境试验室内的初步应用于研究
我们将这个平面的俯视图简图画出来。
如图１．３所示（注：Ｚ轴代表房间长度，Ｘ轴代表房间宽度。
）Ｎ图１．３平面剖面图我们将改平面内的模拟结果拿出来作分析。
首先分析改平面内的温度场如图１．４所示：图１．４离地面１．５ｍ高平面内等温线图在图１．４中，我们可以看见模拟出来的结果中，温度场的梯度是很明显的，温度呈现室内四周高，室内中心温度的的特点，整个平面内的最高温度为２７３．１４８℃，最低温度为２７３．１３９℃，在整个平面内的温度差值在０．Ｏｌ℃，对于在同一个平面内而言，温度精度相当高。
但是这里需要注明的是这个平面内的温度与出风温度２７３．５℃有０．３５２－－一０．３６１℃的差值。
在实际情况中我们可以通过手动调节送风量、出风口空气温度等参数来调整室内温度精度。
从图１．５中我么可以发现，温度场的梯度变化趋缓，整个平面内最高温度为２７３．１４５℃，最低温度为２７３．１４℃，总体温差变得更小，实际上经过对靠近地面的平面分析，我们发现越是靠近地面，其平面内的温度变化越小，我们综合考虑速度场后，认为其原因是，愈靠近地面，整个平面内的气流流动愈平稳，因此在一间保温效果非常良好的实验室内，影响温度变化的最大因素就是对流传热，而在近地面的区域，空气的流速接近于０，且空气流速７０１从地面到孔板是递增的趋势，因此我们认为在该模拟对象内影响温度最大的因素就是空气流动情况。
图１．５离地面１ｍ高平面内等温线图｜｛｜｜｜Ｏ。
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ｌ二：：一≥？ｔ．ｏ：‘ｆ．ｏ？图１．６实验室整体风速矢量图接下来我们分析实验室内的速度场情况。
空间热环境三维紊流流动的数值模拟与研究
空间热环境三维紊流流动的数值模拟与研究摘要：文章通过对某工程售楼部大厅空调开启前后不同位置的空间进行实验测试，得出相应位置的温度、空气流速数值，并建立相应的数学物理模型，应用CFX计算软件对该售楼部大厅进行室内热环境（空气温度、流速）三维数值模拟，得出空间空气温度、流速的平面分布图。
在分布图上相应位置取点，与实验测试的数值进行对比、分析。
结果表明模拟值与实验测试值基本吻合，这为室内空调系统设计得出了参考资料，使得今后空调工程设计时方案可以更优化。
关键词：空调；实验测试；数学物理模型；室内热环境；数值模拟随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，人类对于居住及工作环境的要求越来越高，这也使得空调成为改了人们变生活环境的首选，而空调系统的舒适性和节能性更是成为了设计师方案设计的首要考虑指标。
而对于如何解决室内气流和温度这两种体现房间舒适性的重要参数，计算流体力学（CFD：computational fluid dynamics）技术被引入国内，并已进入实用阶段。
它通过对室内空间气流的速度场、温度场、压力场等进行数值模拟计算，在工程规划和设计阶段即可对工程设计方案进行正确、直观的预测和分析，同时也可在工程调试阶段对工程施工结果做出对比、调整。
CFD的数值模拟计算结果与工程实际测试结果均可做为一种设计依据用来指导暖通空调系统设计方案的优化。
本文就是利用CFD模拟计算软件CFX，对空调系统开启时的某售楼部大厅进行了三维热环境的数值模拟，通过对温度场、速度场的模拟结果和实际测试结果做出比较、验证。
1 模型简介2 数学模型房间内气体流动是湍流过程，所以本文采用紊流自然对流时的k-ε双方程模型进行模拟。
在模拟过程中作如下假设：室内空气为低速运动，可视为不可压缩流体；符合Boussinesq假设，即认为流体密度对浮升力项产生影响；气体流动为稳态紊流；忽略由流体粘性力引起的能量损失。
数值模拟中采用的基本控制方程为连续性方程、动量方程、能量方程、紊态动能k方程、湍流耗散率ε方程，可表示为：4 模拟结果及分析4.1 空气温度分布6 结论本文采用CFX计算模拟软件对空调房间中的温度场、速度场进行数值模拟，得出计算结果，与实验测试结果相比较。
I级洁净手术室的流场和温度场的数值模拟
I级洁净手术室的流场和温度场的数值模拟摘要：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：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。
针对ansys的机械通风温室流场及温度场的数值模拟
ｆｍ‘Ｏ｛｛ｌｌｌｌ｛｛｝图３－３ＧＳＴ显示的收敛监测图Ｆｉ驴．３Ｃｏ吖ｅｒｇｅｎｃｅｍｏｎｉ伽ｒｂｙＧｓＴ图３－４速度矢量图ｏｆｖｅｌｏｃｉｔｙＦｉｇ．３－４ｖｅｃｔｏｒｇｒａｐｈ４１图３－５速度等值线轮廓图Ｆｉｇ．３－５Ｓｋｅｌｅｔｏｎｍａｐｏｆｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｉｓｏｌｉｎｅ图３－６温度等值线轮廓图Ｆｉｇ．３－６Ｓｋｅｌｅｔｏｎｍａｐｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｏｌｉｎｅ３．５．２试验方案二数值模拟结果图３—７中为温室内各节点处的速度矢量图，箭头的方向表示该点处的风的流动方向，颜色代表速度的大小，速度的大小可以根据下面的颜色对照条进行预测。
其中速度的单位是ｍ／ｓ。
从图中可以看到，随着窗口安装位置的提高，温室中的整个流场变化不大。
图３—８为速度等值线轮廓图，不同颜色交界处的节点速度大小相等。
速度单位是ｍ／ｓ。
第三章速度场及温度场的计算机辅助分析图３－９为温度等值线轮廓图，不同颜色交界处的节点温度大小相等。
温度单位是℃。
图３．７速度矢量图Ｆｉｇ．３－７Ｖｅｃｔｏｒｇｒａｐｈｏｆｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙ图３－８速度等值线轮廓图Ｆｉｇｊ３－８Ｓｋｅｌｅｔｏｎｍａｐｏｆｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｉｓｏｌｉｎｅ图３－９温度等值线轮廓图Ｆｉ９３－９Ｓｋｅｌｅｔｏｎｍａｐｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｏｌｉｎｅ华中农业大学硕士学位论文：基于ＡＮＳＹＳ的机械通风温室流场及温度场的数值模拟３．５．３试验方案三数值模拟结果图３．１０中为温室内各节点处的速度矢量图，箭头的方向表示该点处的风的流动方向，颜色代表速度的大小，速度的大小可以根据下面的颜色对照条进行预测。
其中速度的单位是ｍ／ｓ。
图３－ｎ为速度等值线轮廓图，不同颜色交界处的节点速度大小相等。
速度单位是ｍ／ｓ。
图３—１２为温度等值线轮廓图，不同颜色交界处的节点温度大小相等。
温度单位是℃。
图３．１０速度矢量图Ｆｉｇ．３－１０Ｖｅｃｔｏｒｇｒａｐｈｏｆｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙ图３．１ｌ速度等值线轮廓图●Ｆｉｇ．３－１１Ｓｋｅｌｅｔｏｎｍａｐｏｆｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｉｓｏｌｉｎｅ第三章速度场及温度场的计算机辅助分析图３．１２温度等值线轮廓图Ｆｉｇ．３－１２Ｓｋｅｌｅｔｏｎｍａｐｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｏｌｉｎｅ。
环境模拟实验室内温度场与速度场的数值模拟与实验研究
这 一 区域 的各类 物理 问题提 供可 控 的实 验研 究平 台． 环 境模 拟实验 室应 运而 生． 采用 多参 数综 合模 拟 的 方法 对 自然 环境 进行 模拟 是一种 全新 的实 验研究 手段 ． 与野 外实 测相 比 ， 在 模拟 环 境 中 ， 测 量 容 易且 精 确； 与随时 变化 的 自然 条件 不 同 ， 在人 工模 拟环境 中我 们 可 以通过 重 要变 量 的 系统 改 变 和可 控 调节 ， 在 短时 间 内取得 大量数 据 ， 从 而大 大加 快研 究进程 ， 更快 捷 、 更 准确 的获 取我们 所关 心 问题 的规 律．
摘
要： 对 环 境 模 拟 实 验 室 空 间 场 的 温 度 和 速 度 进 行 了 多 工 况数 值 模 拟 ． 考虑环境模拟实验室的特点 ， 着 重 研
究了模拟器高度为 ２ １ Ｔ Ｉ ， Ａ 组灯 打 开情 况 下不 同送 风 时 的 温 度 和 速 度 场 情 况 ， 并 将 数 值 结 果 与 实 验 结 果 进 行 了 对 比分 析 ． 结果表明 ： 速度模拟相对温度模拟要精确 ， 其模拟值 与实验值基本一 致， 温 度 ｌ Ｉ ４ ５ Ｎｏ ． ５
０ｃ ｔ ． ２ ０１ ３
２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
环 境模 拟 实验 室 内温 度 场 与速 度 场 的 数 值 模 拟 与 实验 研 究
孟 庆 龙 ， 王 元 ， 李彦 鹏
（ １ ． 长 安大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ， ２ ． 西 安交 通 大学 能 源与 动力 工 程 学 院 ， 陕西 西 安 ７ １ ０ ０ ４ ９ ）
中央空调房间室内流场数值模拟分析
中央空调房间室内流场数值模拟分析作者：贾学斌来源：《科技视界》 2014年第23期贾学斌(中铁建设集团有限公司，中国北京 100040)【摘要】本文利用计算流体力学软件，对房间吊顶处中央空调侧送下回送风方式在不同送风角度下的房间内流场进行了数值模拟，通过对比分析不同送风角度下房间内速度场和温度场的变化关系，讨论得出侧送下回风房间在送风速度为2m/s时最好的送风角度为90°。
研究结果可为中央空调房间的风口设计和调节角度提供参考。
【关键词】中央空调；气流组织；数值模拟；送风角度0 引言小型中央空调融合传统中央空调和家用空调的优点，其在空间利用、安装方便和节能等方面的优势，目前成为未来空调发展的主流。
随着我国国民经济的增长，建筑和房地产业的迅猛发展，人们生活水平和支付能力的提高，及对居室装潢、品位的要求的提高，人们对室内空调系统的舒适性要求越来越高。
空调风口为与室内气流有直接关系的装置，不同送风位置、速度和送风角度都会影响室内气流组织，而不同气流组织形成不同温度场、速度[1-5]，直接影响空调效果与室内舒适性。
本文运用流体动力学数值模拟计算软件，采用k-ε湍流模型对夏季中央空调房间中常用的侧送下回风送风形式进行数值模拟研究，分析了不同送风角度对室内气流组织的影响，进而对室内舒适性进行了探讨，为该送风形式下送气角度的调节设计提供参考。
1 数值方法1.1 物理模型及网格如图1，计算模型房间空间大小为6m×4m×2.9m，中央空调进风口和出风口以侧送下回风方式安装在房间吊顶处，进风口尺寸为0.6m×0.15m,出风口尺寸为0.6m×0.26m。
本文主要研究不同送风角度下的室内气流，为简化模型，省略室内人员或座椅等模型。
流场空间采用四面体网格离散，网格数量180多万。
数值计算中，入口给定风速恒定的速度入口边界，合速度大小为2m/s，送风温度为17℃，送风角度分别为45°、70°、90°，如图1(b)所示；出口设为自由出流边界；墙壁、地面及天花板壁面为无滑移墙面，采取零热流条件，即绝热边界；房间初始温度为310.16k（即37℃）。
超大空间空气流动的数值分析
环境工程超大空间空气流动的数值分析*周灿 王志荣 蒋军成(南京工业大学城市建设与安全工程学院 南京210009)摘 要 利用计算流体力学专业软件umoni2.0对超大空间的空气流动过程进行数值模拟,分析了速度场、温度场和压力场分布规律以及送风温度和送风速度对超大空间空气流动的影响。
研究发现,超大空间进风口压力为负压,并以辐射状向周围负压递增,中间区域达到最大负压,在底部中间处出现正压。
进风口温度最低,并沿着射流方向递增。
墙壁及超大空间底部温度明显低于中部及顶部温度,但高于进风口温度,中部和顶部温度变化不明显。
进风口速度明显大于其他区域速度,且沿射流方向递减,中部回流区有两个较大的涡流。
当送风速度变大或送风温度减小时,底部温度可达较低温度,制冷效果明显;而送风温度与送风速度变化对超大空间的压力分布几乎没有影响。
关键词 超大空间 空气流动 数值分析 流场分布 影响因素Numerical Analysis of Air Flow in Oversize SpaceZHOU Can WANG Zhirong JIANG Juncheng(College of U rban Construction a nd Sa f ety&En vironmental En gineerin g,Nan j ing Un ive rsity o f Technology Nan jin g210009) Abstract This article used professional software u moni2.0to have the numerical simulation of air distri bu tion i n oversize space and analyze the velocity field,thermal field,distribution rules of pressure field and the inlet air temperature and air velocity on oversize space air flows.The research shows that the i nlet pressure at oversize space is negative pressure,which increases progressively in radial,reaches at i ts ulti mate at the middle region and turns to be positive pressure at the middle of the bottom.The inlet temperature is lowest and increases along the direction of the jet flow.The temperature i n both the wall and the bottom of the oversize space is distinctly lower than that of both middle and top,bu t hi gher than that i n inlet;besides,there is no obvious change in temperature in middle and top.The speed of inlet,which decreases progressively along the jet direction,is obviously fas ter than that of any other regions;furthermore,there are two comparably vortex.Temperature can reach to lower and cooling effect would be distinct when the speed of blow-in becomes faster or the tem-perature of blow-in becomes slower;besides,neither the change of inlet temperature nor inlet speed has any effect on the distribu tion of oversize pressure.Key Words oversize space ai r flow numerical analysis flow field distribution influencing factor0 引言20世纪以来,随着人类生存和发展的需求,各国竞相建造了规模宏大的公共建筑,如电影院、剧场、体育馆、展览馆、空港航站楼、高层建筑内的中庭等。
《全空气空调系统室内热湿环境数值模拟与热舒适性研究》
《全空气空调系统室内热湿环境数值模拟与热舒适性研究》一、引言随着人们生活品质的日益提高，对于室内环境尤其是热湿环境的要求也日益严格。
全空气空调系统作为一种高效的室内环境调控技术，其对于室内热湿环境的控制能力显得尤为重要。
本文旨在通过数值模拟的方法，对全空气空调系统下的室内热湿环境进行深入研究，并探讨其对人体热舒适性的影响。
二、全空气空调系统概述全空气空调系统是一种以空气作为介质，通过调节送风量、温度、湿度以及气流组织等方式来满足室内环境要求的空调系统。
该系统主要包括送风、回风、过滤、加热、加湿、除湿等部分，能够有效地调节和控制室内的温度、湿度以及空气质量。
三、室内热湿环境的数值模拟3.1 模拟方法与模型建立本文采用计算流体动力学（CFD）的方法，建立全空气空调系统下的室内热湿环境模型。
模型包括建筑物的几何结构、空调系统的布局、送风方式、气流组织等因素。
通过对模型进行数值计算，可以得到室内温度场、湿度场以及气流组织的分布情况。
3.2 模拟结果分析模拟结果显示，全空气空调系统能够有效地调节和控制室内的温度和湿度。
在送风量、温度、湿度以及气流组织等参数的合理配置下，室内温度和湿度能够达到较为稳定的水平，并且分布均匀。
此外，全空气空调系统还能够有效地改善室内的空气质量，提供舒适的生活和工作环境。
四、热舒适性的研究4.1 热舒适性的定义与评价指标热舒适性是指人体对热环境的主观感受，是评价室内环境质量的重要指标之一。
本文采用PMV（预测平均投票）和PPD（预计不满意百分数）等指标来评价室内的热舒适性。
4.2 全空气空调系统对热舒适性的影响全空气空调系统通过调节送风量、温度、湿度以及气流组织等方式，能够有效地提高室内的热舒适性。
模拟结果显示，在合理的参数配置下，全空气空调系统能够使室内的PMV值接近于零，PPD值较低，表明室内热环境较为舒适。
五、结论本文通过数值模拟的方法，对全空气空调系统下的室内热湿环境进行了深入研究，并探讨了其对人体热舒适性的影响。
大空间室内气流组织的数值模拟与设计应用
大空间室内气流组织的数值模拟与设计应用摘要：本文根据计算流体动力学（computational fluid mechanics， cfd）理论，利用基于控制体积的数值模拟方法对大空间区域的气流组织进行模拟计算，通过比较分析冬、夏两个季节的设备余压、送风风速以及送风角度等参数，获得优化的空调设计条件：选用机外余压为120pa的vrv空调室内机，风量、风速在一定范围内可调，采用可调式球型喷口作为送风风口，百叶风口作为回风口，侧送上回的气流组织形式。
关键词：vrv空调系统；气流组织；cfd；数值模拟；射流1 引言随着现代人们生活水平的提高，高大空间在建筑物内应用越来越广泛，人们对大空间的室内环境也提出了更高的要求。
建筑空间内的气流组织形式决定了空调区人员的舒适性以及空调能耗的多少，因此各种气流组织形式在高大空间中的应用引起了广泛讨论。
李琳等对分层空调、置换通风、地板送风以及碰撞射流等四种形式作了相应分析和比较[1～6]。
为了评价空气入流条件对空气流动情况的影响，赵彬等提出应用于空气流动数值模拟的风口模型新思路[7]；罗卓英等应用n点风口模型模拟百叶风口在空调房间内的影响[8]；任荣等比较了喷口风口和喷口加二次气流送风形式对冬季分层空调的影响[9]。
本文以江苏淮安玖珑湾商务中心销售大厅作为研究对象（图1），借助cfd软件进行数值模拟计算，得出最优的空调设计条件。
2 项目概况江苏省淮安市玖珑湾项目商务中心，总建筑面积5979.22平方米，建筑高度18.4米，共3层高，属于一类公共建筑。
主要功能包括销售大厅、餐饮、恒温游泳池、运动健身区、展厅等。
根据建筑使用功能、使用时间以及业态管理方式的不同，结合当地不同季节的冷、热需求特点，以及空调系统布置位置的局限，选用变制冷剂流量（variable refrigerant volume，vrv）空调系统，进行夏季供冷，冬季供暖。
由于业主装修的方案，限制该空间只能使用侧送上回的气流组织形式，故采用数值模拟的方法来进行辅助分析，帮助解决暖通设计中设备机外余压、风口选型、风口出流速度及出流角度等参数问题。
大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析
大空间建筑室内气流组织数值模拟与舒适性分析摘要：在我国快速发展的过程中，我国的国民经济得到了快速的发展，分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的大空间建筑空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟,并对其结果进行了实验验证。
根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。
结果表明,分层空调和置换通风是大空间建筑中较好的气流组织方式。
关键词：大空间建筑；气流组织；速度场；温度场；数值模拟引言常规空调系统气流组织的设计是以送风射流为基础,通过反复迭代对温度和速度进行校核,最后找到合理的送回风方案和参数。
空调房间的送风射流大多属于多股非等温受限湍流射流,而一般的设计方法是在单股等温湍流送风射流规律的基础上,引入射流受限、射流重合和非等温射流修正系数,这种方法忽略了很多其他因素,如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等,因此必然有一定的误差,在某些情况下甚至有很大的误差。
若简单地将这种方法用于高大空间空调系统的气流组织设计,是不合适的。
对于高大空间空调系统的气流组织设计,目前尚无成熟的理论和实验结论,主要研究手段是将气流数值分析和模型相结合。
由于气流数值分析涉及室内各种可能的内扰、边界条件和初始条件,因此能全面地反映室内的气流分布情况,从而便于确定最优的气流组织方案。
1大空间气流组织的研究意义对于现代的工艺空调车间，不但要满足工艺方面的要求，而且还要营造良好的室内人工环境。
在生产过程中必须保证生产工艺所要求的温度、风速、湿度，为生产提供条件，同时也要求提供合适的新风量，保证一定的洁净度和噪声标准，为工作人员提供良好的工作环境。
在各类工艺空调建筑内，空气调节是实现这些人工环境的最佳手段。
在大空间空调中，经过处理的空气由送风口进入，与室内空气进行热湿交换，经过回风口排出。
空气的进入与排出，必然引起室内空气的流动，而不同的空气流动状况有不同的空调效果，合理组织室内空气的流动，使室内空气的温度、湿度、流动速度等能更好地满足工艺要求，符合人们的舒适感觉。
基于Airpak的某建筑工地活动板房室内热环境数值模拟分析
基于Airpak的某建筑工地活动板房室内热环境数值模拟分析摘要：以某建筑工地活动板房为研究对象，为探究室内是否为舒适性达标的环境，主要应用Airpak软件构建物理模型，进行网格划分及计算，并通过模拟结果分析，判断某建筑工地活动板房室内热环境的实际情况，从而提出相应的改善措施，旨在促进活动板房的热舒适性符合要求。
关键词：Airpak软件；建筑工地活动板房；室内热环境；数值模拟建筑工程活动板房由于其构造特点，具有较强的地域气候特征，室内环境质量容易受到外热环境的影响。
因此，人们加大建筑工程活动板房室内热环境实测和评价分析力度，并借助Airpak软件进行数值模拟分析，为我国各个区域建筑工程活动板房的设计和改造提供有力的数据支持，不断提高活动板房室内热环境的舒适度。
1Airpak软件的应用Airpak是面向工程师、建筑和设计人员的应用与HVAC领域的专业软件，能够更加精准模拟通风系统的空气流动和品质、传热和舒适度等问题，从而在某建筑工程活动板房室内热环境数值模拟分析中应用，能够有效提高活动板房设计水平，减少设计风险，节约成本。
Airpak软件实际应用中能够迅速建模，主要基于“object”建模方式，主要包含房间、人体、通风孔、隔板和墙壁等多种模型，同时具有自动的网格划分功能，较强的结算功能。
因此，本文开展某建筑工程活动板房室内热环境分析主要选择Airpak软件进行数值模拟分析，提高活动板房设计改造质量和效率[1]。
2某建筑工地活动板房室内热环境数值模拟分析2.1确定初始条件某建筑工地活动板房顶棚设计贴有保温材料，认为其和周围环境之间无热交换，其壁温就是环境问题。
本文选择夏季活动板房室内热环境进行数值模拟分析，室内负荷主要来自照明负荷。
模型中，由于四周都是建筑内墙，顶棚认为是绝热的，参照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）的规定。
夏季热舒适范围为：温度24-28摄氏度，相对湿度为40-70%；冬季热舒适范围为，温度18-24摄氏度，湿度不大于60%。
大空间气流组织的数值模拟及优化
(u ) (v ) (w )
ρ=
+
+
= Γ + Γ + Γ +S
x
y
z
xx y y zz
式中， 为通用变量，代表 u ， v ， w ，T，Cs，等求 解变量，为广义扩散系数；S 为广义源项； u ， v ， w 为速
收稿日期：2 01 1- 0 9- 03 作者简介：陈雷娟（1 98 8- ），女，浙江海洋学院船舶与建筑工程学院建筑环境与设备工程专业本科生。
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8
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15
7.5
291
5
30
1
7.5
6
60ຫໍສະໝຸດ 5.52917
9.5
第 11 卷
图 8 不同工况下 z=2m处的速度等值线图
图 9 不同工况下 z =2m处的温度等值线图 表 4 不同工况下人员活动区计算结果
指标 平均速度 速度不均匀 平均温度 温度不均匀 平均 ΔET 值
ADPI
工况 （m/ s）
况下满足热舒适的要求，并降低能源消耗。文中使用 FLUENT 软件，采用经浮力修正的 k ε模型，使用 SI MPLE
算法进行数值离散，利用 C F D 方法对某大空间建筑的分层空调进行了三维数值模拟。分析了上送下回方式在送风
速度变化时，室内的温度速度的变化规律，并研究了室内空气在各种气流组织形式下的速度、温度分布规律。
四、总结 （1 ）利用 F LUE NT 软件进行大空间分层空调空气流动 预测的应 用是可行的，它能有效率地 适应不同计算工况的特
点；可以 将所求解的速度分布、温度 分布等参数的规律以形 象、直观的方式表现出来，这样便于技术人员比较分析。
CFD技术对室内热环境的数值模拟
CFD技术对室内热环境的数值模拟汪晓华1,李 超2(1.内蒙古轻化工业设计院有限责任公司;2.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,内蒙古呼和浩特 010000) 摘 要:采用CFD技术中的Fluent软件对某建筑物室内冬季采暖热环境进行了数值模拟,通过对不同热源温度下,室内不同高度处温度场的分析,提出了满足规范要求和人体舒适度要求的热源温度。
为相关系统的采暖设计提供了参考。
关键词:CFD;Fluent;热环境;数值模拟 中图分类号:T U831.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0121—03 现代人们的工作压力越来越大,室内的工作时间也越来越长。
因此舒适的室内热环境,对工作人员的身体健康和工作效率有很大的影响。
同时,适宜的室内温度也是建筑节能考虑的重要因素。
在传统的暖通空调设计与分析方法已不能满足现代建筑的要求的情况下,采用CFD技术进行暖通空调的辅助设计、相关节能分析及系统的优化运行越来越受到研究人员的青睐[1]。
江向阳[2]利用CFD仿真软件对广东地区某一使用风机盘管的夏季空调建筑室内温度场、速度场进行模拟仿真,得出了夏季空调情况下该建筑的室内温度场和气流组织分布,结果分析表明,其室内平均温度及送风温差满足《公共建筑节能设计标准》。
李司秀等[3]使用了CFD软件对某体育场观众区和赛场进行了三维数值模拟,分析模拟的结果表明:观众区和赛场气流组织是满足设计要求的,温度、速度、PMV、PPD、空气龄均较为合适。
采用CFD技术对北方某建筑物室内冬季暖风环境进行了数值模拟,为室内采暖系统的设计及合理布局提供了依据。
1 计算方法采用CFD模拟软件Fluent对室内的热环境进行模拟。
Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD 软件包,在国内外有广泛的应用,只要是涉及流体、热传递及化学反应等工程问题,都可以用Fluent进行计算。
它可以准确模拟采暖通风过程中空气的流动、热量的传导、污染物的输移等物理现象。
建筑物室内温度场的数值模拟与优化分析
建筑物室内温度场的数值模拟与优化分析在当今社会，建筑物室内环境对人们的健康和舒适度具有非常重要的影响。
建筑物室内温度是影响室内环境的主要因素之一，合理的温度控制可以提高室内环境质量、保证室内居住者的健康和舒适度。
因此，对建筑物室内温度场进行数值模拟和优化分析，具有重要意义。
建筑物室内温度场的数值模拟，利用计算流体力学（CFD）方法，可以预测和评估建筑物内部温度场分布情况，分析室内外环境、建筑结构、设备布局等因素对温度场的影响情况。
而且，通过进行优化分析，对室内空气质量进行改善，达到最佳的舒适度。
首先，建筑物室内温度场的数值模拟需要考虑许多因素，其中最主要的是室内外气温变化速率。
气温变化速率对室内环境的影响非常大，因为气温变化快会使室内温度难以稳定，长期处于不舒适的状态，所以在数值模拟时应该考虑室内外气温变化速率的影响。
同时，建筑物内部的设备布局、建筑结构、室内外热辐射等因素也对室内温度产生了较大的影响。
这些因素之间相互作用，就构成了建筑物室内温度场的复杂的非线性多项式模型，对研究者的计算能力提出了较高的要求。
其次，进行建筑物室内温度场的数值模拟，需要采用一定的数值方法。
利用CFD方法，可以将建筑物室内外热辐射以及室内环境变量，如温度、湿度、空气流速等，进行数值分析，得到温度场。
数值方法常用的包括：有限体积法、有限元法、有限差分法、边界元法等。
其中，有限体积法是一种常用的CFD数值方法，因其计算精度高、适用性广而被广泛采用。
建筑物室内温度场的数值模拟，能够帮助建筑物设计者进行合理设计，以预测室内环境中的温度分布，和规避环境中的不适因素，提高建筑物内部的环境舒适度和空气质量。
优化分析则可以针对数值模拟中的热点或冷点，进行优化设计，如调整室内空气流动的方向、加大或减少通风孔，以达到最佳的舒适度和空气质量。
总之，建筑物室内温度场的数值模拟和优化分析，对建筑物室内环境的舒适度和空气质量具有重要意义。
通过合理的温度控制，能够提高建筑物内部的环境舒适度和空气质量，为居住者提供更加健康、舒适的生活环境。
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大空间室内人工环境的流场和温度场数值模拟
图 4. 24 工况 A3 X＝9m 流场图 ......................................................................36 图 4. 25 工况 A4 图 4. 26 工况 A4 X＝9m 温度场图 ...............................................................37 X＝9m 流场图 ......................................................度场数值模拟
Abstract
With the development of economy and increase of modern buildings of large room, more attention is paid to the indoor thermal condition and comfort. CFD was used in this paper to solve the air distribution of a typical large space building － large audience studio, additionally, an air-condition design optimization method for multiple thermal sources large audience studio was also given. Three different air-condition airflow organization forms were studied by FLUENT6.1.2. Corresponding temperature field and velocity field contour in representative region were also present in the thesis. Rational analysis was given for the air-condition load calculation, blast parameter, air-supplying angle, air vent size and position. Results show that much lamps load can be removed with blowholes in ceiling above gathering lamps and the heat air exhaust caused by fresh air supplying pressure. Taking noise standard and flow field into account, a better airflow organization form is to supply air at 75 degree angle from the side wall and return to down in high or middle air supplying velocity. All of this is referred to similar examples. Keywords: Computational fluid dynamics, numerical simulation, airflow organization
图 4. 27 工作区不同高度平面截取示意图 .......................................................39 图 4. 28 考察点分布平面示意图 .......................................................................40 图 4. 29 不同送风角度下工作区平均温度变化曲线 .......................................41 图 4. 30 不同送风角度下合格 EDT 比的变化曲线 ..........................................42 图 4. 31 不同送风角度下 ADPI 变化曲线 ........................................................42 图 4. 32 不同送风角度下 Et 变化曲线 ..............................................................43 图 4. 33 工况 D Z = 2.8m 温度场图 .................................................................44 图 4. 34 工况 D Z = 2.8m 流场图 .....................................................................45 图 4. 35 工况 D Z = 9m 温度场图 ....................................................................45 图 4. 36 工况 D Z = 9m 温度场云图 ................................................................46 图 4. 37 工况 D Z = 9m 流场图 ........................................................................46 图 4. 38 工况 D X = 9m 温度场图 ....................................................................47 图 4. 39 工况 D X = 9m 流场图 ........................................................................47 图 4. 40 工况 D Y = 0.8m 温度场图 ..................................................................48 图 4. 41 工况 D Y = 0.8m 流场图 ......................................................................48
南京航空航天大学 硕士学位论文 大空间室内人工环境的流场和温度场数值模拟 姓名：林细光 申请学位级别：硕士 专业：热能工程 指导教师：张靖周 20071001
南京航空航天大学硕士学位论文
摘
要
随着社会经济的发展，城市建设和现代建筑的增加，各式各样的大空间建 筑，如：大型的会展中心、体育场馆、影剧院、工厂厂房等的室内热环境及其 舒适性研究逐渐为人们所关注。本文采用计算流体力学（CFD）技术研究典型的 大空间建筑－大演播厅室内空气分布状况，并在此基础上探讨多热源大演播厅 空调设计的优化方法。 本文应用流体力学计算软件 FLUENT 对大演播厅在不同空调气流组织形式 下其室内空气流动的温度场、速度场进行数值模拟，绘制出不同气流组织形式 下室内典型区域特征断面温度场和速度场的截面图。 针对其中所空调设计负荷计算、送风参数、送风角度、风口尺寸、位置等 气流组织方面的问题进行定量比较分析，其结果表明在舞台灯具集中的上方天 棚开通风孔，利用新风的对室内形成的正压排风，能够有效带走大量的灯具负 荷。为了兼顾噪音标准和流场组织，采用高、中风速以较大角度送风，侧向下 回风是比较理想的气流组织形式。为该大空间演播厅室内环境的空气调节优化 设计提供直观依据。 关键词：计算流体动力学；数值模拟；空气调节
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南京航空航天大学硕士学位论文
图 表 目 录
图 2.1 基本程序结构示意图 .................................................................................7 图 2. 2 计算模型壁面网格加密示意图 ................................................................8 图 3. 1 演播厅建筑平面图 ..................................................................................13 图 3. 2 舞台灯具布置图 ......................................................................................14 图 3.3 演播厅模型图 ..........................................................................................16 图 3. 4 侧壁风口布置图 .....................................................................................17 图 4. 1 空调风口送风角度示意图 .....................................................................22 图 4. 2 工况 A3 的靠近送风口流场流线图 ......................................................23 图 4. 3 工况 A3 的靠近回风口和排风口流场流线图 ......................................23 图 4. 4 速度 V=3m/s 截面 Z＝2.8m 上热分层 ..................................................24 图 4. 5 速度 V=2.63m/s 截面 Z＝2.8m 上热分层 .............................................25 图 4. 6 速度 V=2.17m/s 截面 Z＝2.8m 上热分层 .............................................25 图 4. 7 工况 B3 截面 Z＝2.8m 温度场 flood 图................................................26 图 4. 8 工况 B7 截面 Z＝2.8m 温度场 flood 图................................................27 图 4. 9 速度 V=3m/s 截面 Z＝9m 上热分层 .....................................................27 图 4. 10 速度 V=2.63m/s 截面 Z＝9m 上热分层 ............................................28 图 4. 11 速度 V=2.17m/s 截面 Z＝9m 上热分层 ..............................................28 图 4. 12 速度 V=3m/s 截面 X＝9m 上热分层 ..................................................29 图 4. 13 速度 V=2.63m/s 截面 X＝9m 上热分层 .............................................30 图 4. 14 速度 V=2.17m/s 截面 X＝9m 上热分层 .............................................30 图 4. 15 工况 A3 Z = 2.8m 温度场图 ...............................................................31 图 4. 16 工况 A3 Z = 2.8m 流场图 ...................................................................32 图 4. 17 工况 A4 Z = 2.8m 温度场图 ...............................................................32 图 4. 18 工况 A4 Z = 2.8m 流场图 ...................................................................33 图 4. 19 工况 A3 Z = 9m 温度场图 .................................................................34 图 4. 20 工况 A3 Z = 9m 流场图 .....................................................................34 图 4. 21 工况 A4 Z = 9m 温度场图 .................................................................35 图 4. 22 工况 A4 Z = 9m 流场图 .....................................................................35 图 4. 23 工况 A3 X＝9m 温度场图 ..................................................................36