CFD在暖通空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用ppt課件.ppt

《CFD在暖通空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、CFD在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域CFD軟件的功能及數(shù)值模擬的分類CFD技術(shù)在空調(diào)中的應(yīng)用方法應(yīng)用實(shí)例1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域CFD（ComputationalFluidDynamics，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）是目前國際上一個(gè)強(qiáng)有力的研究領(lǐng)域。它的產(chǎn)生可以追溯到20世紀(jì)30年代初，是流體力學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)三者相互結(jié)合的產(chǎn)物。1974年，丹麥的尼爾森(P.V.Nielsen)首次將CFD技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)工程，模擬室內(nèi)空氣流動(dòng)情況，標(biāo)志著CFD技術(shù)開始應(yīng)用于分析工程中的流動(dòng)問題。CFD是目前國際上一個(gè)強(qiáng)有力的研究領(lǐng)

2、域，是進(jìn)行“三傳”（傳熱、傳質(zhì)、動(dòng)量傳遞）及燃燒、多相流和化學(xué)反應(yīng)研究的核心與重要技術(shù)，廣泛應(yīng)用于熱能動(dòng)力、航空航天、機(jī)械、土木水利、環(huán)境化工、暖通空調(diào)及空氣凈化等諸多工程領(lǐng)域。1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域CFD主要可用于解決以下幾類暖通空調(diào)工程的問題：通風(fēng)空調(diào)房間氣流組織設(shè)計(jì)建筑外環(huán)境分析設(shè)計(jì)室內(nèi)空氣品質(zhì)研究建筑設(shè)備性能的研究改進(jìn)1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域CFD可以預(yù)測仿真通風(fēng)空調(diào)空間的氣流分布情況能考慮室內(nèi)各種可能的內(nèi)擾、邊界條件和初始條件能全面地反映室內(nèi)氣流分布情況，從而發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的氣流組織方案，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)，使其達(dá)到良好的通風(fēng)空調(diào)效

3、果（1）通風(fēng)空調(diào)房間氣流組織設(shè)計(jì)1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域建筑外環(huán)境對建筑內(nèi)部居住者的生活有重要的影響，建筑小區(qū)二次風(fēng)、小區(qū)熱環(huán)境等問題日益受到人們的關(guān)注。采用CFD可以方便地對建筑外環(huán)境進(jìn)行模擬分析，從而設(shè)計(jì)出合理的建筑風(fēng)環(huán)境。通過模擬建筑外環(huán)境的風(fēng)流動(dòng)情況，還可進(jìn)一步指導(dǎo)建筑內(nèi)的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)等。（2）建筑外環(huán)境分析設(shè)計(jì)1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域（3）室內(nèi)空氣品質(zhì)研究利用CFD技術(shù)研究室內(nèi)空氣品質(zhì)問題，主要是通過模擬得到室內(nèi)各個(gè)位置的風(fēng)速、溫度、相對濕度、污染物濃度等參數(shù)，從而評價(jià)通風(fēng)換氣效率、熱舒適和污染物排除效率等。1.CFD在

4、暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域暖通空調(diào)工程的許多設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、蓄冰槽、空調(diào)器等，都是通過流體工質(zhì)而工作的，流動(dòng)情況對設(shè)備性能有著重要的影響。通過CFD模擬計(jì)算設(shè)備內(nèi)部的流體流動(dòng)情況，可以研究設(shè)備性能，從而改進(jìn)其工作，降低建筑能耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。（4）建筑設(shè)備性能的研究改進(jìn)2用CFD方法解決問題的一般步驟在這種設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)可行與否往往取決于試驗(yàn),為保證性能穩(wěn)定,就不得不進(jìn)行大量試驗(yàn),而且,產(chǎn)品方案的篩選和優(yōu)化是在設(shè)計(jì)、制造、測試部門之間進(jìn)行大循環(huán),由于牽涉的環(huán)節(jié)多,產(chǎn)品的開發(fā)周期長,費(fèi)用高;對工程設(shè)計(jì)而言,往往需要進(jìn)行方案選擇、優(yōu)化,這一工作一般是靠經(jīng)驗(yàn)完成

5、,難免導(dǎo)致方案可靠性降低,從而引起設(shè)計(jì)失敗。計(jì)算流體力學(xué)即CFD的應(yīng)用則改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程,由于CFD軟件可以相對準(zhǔn)確地給出流體流動(dòng)的細(xì)節(jié),如速度場、壓力場、溫度場或濃度場分布的時(shí)變特性,因而不僅可以準(zhǔn)確預(yù)測流體產(chǎn)品的整體性能,而且很容易從對流場的分析中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品或工程設(shè)計(jì)中的問題,據(jù)此提出的改進(jìn)方案只需重新計(jì)算一次就可以判斷、評估改進(jìn)是否有效,并更容易得到某些規(guī)律性的知識。3.CFD軟件的功能及數(shù)值模擬的分類（1）CFD軟件的功能CFD軟件幾乎包羅了所有現(xiàn)行的解析手法、數(shù)學(xué)物理模型。--離散化：MAC法和SIMPLE法--紊流模型：以標(biāo)準(zhǔn)K-ε模型居多

6、--解析坐標(biāo)系：多采用直交坐標(biāo)3.CFD軟件的功能及數(shù)值模擬的分類按解析的著眼點(diǎn)分為：--時(shí)間變動(dòng)特性解析--空間分布解析（一般用于熱負(fù)荷預(yù)測解析）按規(guī)模分為：--宏觀解析--微觀解析（用于氣流分布、溫濕度、氣體濃度分布的解析）（2）計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的分類這里主要介紹氣流分布、溫濕度、氣體濃度分布的解析。（以建筑空間為對象）4.CFD技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用方法空調(diào)設(shè)計(jì)的目的室內(nèi)氣流的構(gòu)造、分布特征4.CFD技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用方法實(shí)現(xiàn)所要求的室內(nèi)氣候環(huán)境：--溫濕度、氣流、污染物質(zhì)濃度等的分布。系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型要求：--在技術(shù)上要可行，在經(jīng)濟(jì)上要合理。

7、4.1暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的目的4.CFD技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用方法計(jì)算流體力學(xué)(CFD)是除模型實(shí)驗(yàn)外，可詳細(xì)解析三次元室內(nèi)氣流的唯一手段。利用CFD技術(shù)，可更有效地了解室內(nèi)氣流的構(gòu)造、分布特征。為合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型提供有益的參考資料。4.2室內(nèi)氣流的構(gòu)造、分布特征CFD基本上都是通過求解一組非線性偏微分方程數(shù)值模擬流體流動(dòng)的物理過程，這些偏微分方程描述了基本的物理規(guī)律，如質(zhì)量，動(dòng)量和能量守恒。室內(nèi)空氣流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力是壓力差，這些壓力差主要是由于風(fēng)速，熱浮升力，機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)中某一種或者某幾種共同作用而產(chǎn)生。微分方程組5.CFD技術(shù)的理論方法當(dāng)把CFD用于I

8、AQ(IndoorAriQuality)領(lǐng)域時(shí)，運(yùn)用控制容積的方法推導(dǎo)N一s方程