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《CFD在暖通空調(diào)領域應用ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、CFD在暖通空調(diào)領域的應用CFD在暖通空調(diào)中的主要應用領域CFD軟件的功能及數(shù)值模擬的分類CFD技術在空調(diào)中的應用方法應用實例1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應用領域CFD（ComputationalFluidDynamics，計算流體動力學）是目前國際上一個強有力的研究領域。它的產(chǎn)生可以追溯到20世紀30年代初，是流體力學、數(shù)值計算方法以及計算機圖形學三者相互結合的產(chǎn)物。1974年，丹麥的尼爾森(P.V.Nielsen)首次將CFD技術應用于空調(diào)工程，模擬室內(nèi)空氣流動情況，標志著CFD技術開始應用于分析工程中的流動問題。CFD是目前國際上一個強有力的研究領
2、域，是進行“三傳”（傳熱、傳質(zhì)、動量傳遞）及燃燒、多相流和化學反應研究的核心與重要技術，廣泛應用于熱能動力、航空航天、機械、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域。1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應用領域CFD主要可用于解決以下幾類暖通空調(diào)工程的問題：通風空調(diào)房間氣流組織設計建筑外環(huán)境分析設計室內(nèi)空氣品質(zhì)研究建筑設備性能的研究改進1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應用領域CFD可以預測仿真通風空調(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，以指導設計，使其達到良好的通風空調(diào)效
3、果（1）通風空調(diào)房間氣流組織設計1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應用領域建筑外環(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、小區(qū)熱環(huán)境等問題日益受到人們的關注。采用CFD可以方便地對建筑外環(huán)境進行模擬分析，從而設計出合理的建筑風環(huán)境。通過模擬建筑外環(huán)境的風流動情況，還可進一步指導建筑內(nèi)的自然通風設計等。（2）建筑外環(huán)境分析設計1.CFD在暖通空調(diào)中的主要應用領域（3）室內(nèi)空氣品質(zhì)研究利用CFD技術研究室內(nèi)空氣品質(zhì)問題，主要是通過模擬得到室內(nèi)各個位置的風速、溫度、相對濕度、污染物濃度等參數(shù)，從而評價通風換氣效率、熱舒適和污染物排除效率等。1.CFD在
4、暖通空調(diào)中的主要應用領域暖通空調(diào)工程的許多設備，如風機、蓄冰槽、空調(diào)器等，都是通過流體工質(zhì)而工作的，流動情況對設備性能有著重要的影響。通過CFD模擬計算設備內(nèi)部的流體流動情況，可以研究設備性能，從而改進其工作，降低建筑能耗，節(jié)省運行費用。（4）建筑設備性能的研究改進2用CFD方法解決問題的一般步驟在這種設計過程中,設計可行與否往往取決于試驗,為保證性能穩(wěn)定,就不得不進行大量試驗,而且,產(chǎn)品方案的篩選和優(yōu)化是在設計、制造、測試部門之間進行大循環(huán),由于牽涉的環(huán)節(jié)多,產(chǎn)品的開發(fā)周期長,費用高;對工程設計而言,往往需要進行方案選擇、優(yōu)化,這一工作一般是靠經(jīng)驗完成
5、,難免導致方案可靠性降低,從而引起設計失敗。計算流體力學即CFD的應用則改變了傳統(tǒng)的設計過程,由于CFD軟件可以相對準確地給出流體流動的細節(jié),如速度場、壓力場、溫度場或濃度場分布的時變特性,因而不僅可以準確預測流體產(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)品或工程設計中的問題,據(jù)此提出的改進方案只需重新計算一次就可以判斷、評估改進是否有效,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)學物理模型。--離散化：MAC法和SIMPLE法--紊流模型：以標準K-ε模型居多
6、--解析坐標系：多采用直交坐標3.CFD軟件的功能及數(shù)值模擬的分類按解析的著眼點分為：--時間變動特性解析--空間分布解析（一般用于熱負荷預測解析）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）計算機數(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技術在暖通空調(diào)中的應用方法空調(diào)設計的目的室內(nèi)氣流的構造、分布特征4.CFD技術在暖通空調(diào)中的應用方法實現(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)設計及設備選型要求：--在技術上要可行，在經(jīng)濟上要合理。
7、4.1暖通空調(diào)設計的目的4.CFD技術在暖通空調(diào)中的應用方法計算流體力學(CFD)是除模型實驗外，可詳細解析三次元室內(nèi)氣流的唯一手段。利用CFD技術，可更有效地了解室內(nèi)氣流的構造、分布特征。為合理的系統(tǒng)設計及設備選型提供有益的參考資料。4.2室內(nèi)氣流的構造、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，動量和能量守恒。室內(nèi)空氣流動的驅動力是壓力差，這些壓力差主要是由于風速，熱浮升力，機械通風系統(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技術的理論方法當把CFD用于I
8、AQ(IndoorAriQuality)領域時，運用控制容積的方法推導N一s方程
