南京林業(yè)大學[068]

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1、小木屋溫度場模擬分析南京林業(yè)大學本科畢業(yè)設計(論文)題目:小木屋溫度場模擬分析學院:木材工業(yè)學院專業(yè):熱能與動力工程學號:070403120學生姓名:徐俊指導教師:翁錦萍職稱:講師二O一一年5月24日31小木屋溫度場模擬分析摘要:本論文是在學習計算流體力學軟件Airpak基礎上,對南京林業(yè)大學的小木屋舒適性模擬分析。小木屋位于木工院五樓,門朝西,東西方向有2扇門,內有1扇門,4扇窗,4盞日光燈,2臺電腦,4張桌子和4張椅子,1個送風口,1個回風口。利用Airpak軟件建模、網(wǎng)格劃分、模擬計算,模擬室內空氣流動狀況

2、,得出木屋室內氣流溫度場和速度場分布。通過分析不同截面的溫度和速度的變化狀況,最終對小木屋的布局結構提出一些改進建議。關鍵詞:CFDAirpak小木屋溫度分布速度分布31小木屋溫度場模擬分析Abstract:ThispaperisthelearningbasedoncomputationalfluiddynamicssoftwareAirpakofNanjingForestryUniversity,cabincomfortsimulation.Woodhomeslogcabinlocatedinthefifthf

3、loor,doorstothewest,east-westdirection,2door,insideadoor,fourwindows,fourfluorescentlights,2computers,4tablesand4chairs,adeliveryoutlet,areturnair.UsingAirpaksoftwaremodeling,meshing,simulation,simulationofindoorairflowconditions,drawnwoodenindoorairtemperatu

4、reandvelocityfielddistribution.Byanalyzingthedifferentsectionsofthetemperatureandspeedofchangeinstatus,thefinalstructureofthecabinlayouttomakesomerecommendationsforimprovement.31小木屋溫度場模擬分析目錄一概述51.1CFD簡介51.2Airpak簡介51.3國內木屋狀況61.4熱舒適性的概念71.5本論文工作內容7二計算流體力學的理論基礎

5、82.1CFD工作步驟82.2流體動力學常用控制方程82.2.1質量守恒方程82.2.2能量方程92.2.3動量方程10三小木屋舒適性模擬分析103.1建模型113.1.1調整默認房間的大小113.1.2建立墻面113.1.3建立桌椅123.1.4建立電腦133.1.5建立熒光燈143.1.6建立空氣入口153.2生成網(wǎng)格173.2.1改變房屋墻面的網(wǎng)格優(yōu)先權173.2.2產(chǎn)生粗篩183.2.3在模型的截面上,檢查粗篩的效果183.2.4產(chǎn)生優(yōu)質網(wǎng)格183.2.5檢查新的網(wǎng)格193.2.6打開網(wǎng)格顯示193.3模

6、擬計算20四小木屋通風狀況模擬214.1溫度場分析224.2風速分布分析26五結論28感謝29參考文獻3031小木屋溫度場模擬分析一概述1.1CFD簡介計算流體動力學(ComputationalFluidDynam2ics)是通過計算機數(shù)值計算和圖像現(xiàn)實,對包含有流體流動和熱傳導等相關物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。CFD的基礎思想可歸結為:把原來在時間域及空間域上連續(xù)的物理量的場,如速度場和壓力場,用一系列有限個離散點上的變量值的集合來代替,通過一定的原則和方法建立起關于這些離散點上場變量之間關系的代數(shù)方程組,然后求

7、解代數(shù)方程組獲得場變量的近似值。1974年P.V.Nielsen首先將計算流體動力學CFD技術應用于暖通空調工程領域,如今,可以利用CFD技術模擬預測空調房間內的空氣流動,進行氣流組織設計與分析。但是,在應用中也存在一些問題,如何快速、準確地在模擬預測工程中需要優(yōu)化比較的大量工況,是其中最為迫切的一個問題。Airpak則是利用CFD作為理論來源開發(fā)出來的一款專門用于暖通領域的軟件,針對性比較強,對暖通行業(yè)用來解決專業(yè)性問題上提供了很好的幫助。采用了模擬室內的大氣壓力和氣流速度的客觀的評價方法,用有限體積法的數(shù)值模

8、擬對室內空氣流動的三維湍流現(xiàn)象進行了分析。作為對數(shù)學模型的補充,也實際體驗了木屋內部的通風環(huán)境,即采用了主觀的評價方法進行對照。1.2Airpak簡介Airpak是面向工程師、建筑師和設計師的專業(yè)應用于HVAC領域的軟件。它可以準確地模擬通風系統(tǒng)的空氣流動、空氣品質、傳熱、污染和舒適度等問題。Airpak的使用能夠提高設計手段、減少設計風險、降低成本。建??焖伲篈irpa

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