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1、CFD在暖通空调领域的应用CFD在暖通空调中的主要应用领域CFD软件的功能及数值模拟的分类CFD技术在空调中的应用方法应用实例1.CFD在暖通空调中的主要应用领域CFD（ComputationalFluidDynamics，计算流体动力学）是目前国际上一个强有力的研究领域。它的产生可以追溯到20世纪30年代初，是流体力学、数值计算方法以及计算机图形学三者相互结合的产物。1974年，丹麦的尼尔森(P.V.Nielsen)首次将CFD技术应用于空调工程，模拟室内空气流动情况，标志着CFD技术开始应用于分析工程中的流动问题。CFD是目前国际上一个强有力的研究领
2、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与重要技术，广泛应用于热能动力、航空航天、机械、土木水利、环境化工、暖通空调及空气净化等诸多工程领域。1.CFD在暖通空调中的主要应用领域CFD主要可用于解决以下几类暖通空调工程的问题：通风空调房间气流组织设计建筑外环境分析设计室内空气品质研究建筑设备性能的研究改进1.CFD在暖通空调中的主要应用领域CFD可以预测仿真通风空调空间的气流分布情况能考虑室内各种可能的内扰、边界条件和初始条件能全面地反映室内气流分布情况，从而发现最优的气流组织方案，以指导设计，使其达到良好的通风空调效
3、果（1）通风空调房间气流组织设计1.CFD在暖通空调中的主要应用领域建筑外环境对建筑内部居住者的生活有重要的影响，建筑小区二次风、小区热环境等问题日益受到人们的关注。采用CFD可以方便地对建筑外环境进行模拟分析，从而设计出合理的建筑风环境。通过模拟建筑外环境的风流动情况，还可进一步指导建筑内的自然通风设计等。（2）建筑外环境分析设计1.CFD在暖通空调中的主要应用领域（3）室内空气品质研究利用CFD技术研究室内空气品质问题，主要是通过模拟得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度等参数，从而评价通风换气效率、热舒适和污染物排除效率等。1.CFD在
4、暖通空调中的主要应用领域暖通空调工程的许多设备，如风机、蓄冰槽、空调器等，都是通过流体工质而工作的，流动情况对设备性能有着重要的影响。通过CFD模拟计算设备内部的流体流动情况，可以研究设备性能，从而改进其工作，降低建筑能耗，节省运行费用。（4）建筑设备性能的研究改进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
5、,难免导致方案可靠性降低,从而引起设计失败。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。3.CFD软件的功能及数值模拟的分类（1）CFD软件的功能CFD软件几乎包罗了所有现行的解析手法、数学物理模型。--离散化：MAC法和SIMPLE法--紊流模型：以标准K-ε模型居多
6、--解析坐标系：多采用直交坐标3.CFD软件的功能及数值模拟的分类按解析的着眼点分为：--时间变动特性解析--空间分布解析（一般用于热负荷预测解析）按规模分为：--宏观解析--微观解析（用于气流分布、温湿度、气体浓度分布的解析）（2）计算机数值模拟的分类这里主要介绍气流分布、温湿度、气体浓度分布的解析。（以建筑空间为对象）4.CFD技术在暖通空调中的应用方法空调设计的目的室内气流的构造、分布特征4.CFD技术在暖通空调中的应用方法实现所要求的室内气候环境：--温湿度、气流、污染物质浓度等的分布。系统设计及设备选型要求：--在技术上要可行，在经济上要合理。
7、4.1暖通空调设计的目的4.CFD技术在暖通空调中的应用方法计算流体力学(CFD)是除模型实验外，可详细解析三次元室内气流的唯一手段。利用CFD技术，可更有效地了解室内气流的构造、分布特征。为合理的系统设计及设备选型提供有益的参考资料。4.2室内气流的构造、分布特征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。微分方程组5.CFD技术的理论方法当把CFD用于I
8、AQ(IndoorAriQuality)领域时，运用控制容积的方法推导N一s方程
