用CFD對(duì)空調(diào)房間進(jìn)行數(shù)值模擬課件

前言設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)內(nèi)容模型建立模擬結(jié)果與分析結(jié)論體會(huì)頂部送風(fēng)底部送風(fēng)側(cè)面送風(fēng)前言設(shè)計(jì)任務(wù)頂部送風(fēng)底部送風(fēng)側(cè)面送風(fēng)1設(shè)計(jì)任務(wù)用CFD方法分別對(duì)采用傳統(tǒng)送風(fēng)方式和置換通風(fēng)方式的空調(diào)房間的氣流組織進(jìn)行模擬和優(yōu)化，得到不同情況下的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，并進(jìn)行比較。設(shè)計(jì)任務(wù)用CFD方法分別對(duì)采用傳統(tǒng)送風(fēng)方式和置換2設(shè)計(jì)方案選擇層高分別為3米和4.5米的兩個(gè)空調(diào)房間進(jìn)行模擬算例選擇設(shè)計(jì)及優(yōu)化方法1、根據(jù)實(shí)際情況建立幾何模型和數(shù)學(xué)模型；2、利用PHOENICS程序?qū)δＰ瓦M(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，考察氣流流型以及工作區(qū)參數(shù)（溫度，速度），并進(jìn)行優(yōu)化，直到滿足人體舒適要求為止；3、在上述優(yōu)化完成后，對(duì)兩種空調(diào)方式進(jìn)行比較。設(shè)計(jì)方案選擇層高分別為3米和4.5米的兩個(gè)空調(diào)房間進(jìn)行模擬算3設(shè)計(jì)內(nèi)容（一） 模型建立一、幾何模型 房間尺寸：6m*3.3m*3m設(shè)計(jì)內(nèi)容（一） 模型建立一、幾何模型 房間尺寸：6m*3.34二、數(shù)學(xué)模型 在本設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)k－ε模型，它經(jīng)證明適用于模擬室內(nèi)氣流流動(dòng)這種高雷諾數(shù)的情況。二、數(shù)學(xué)模型 在本設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)k－ε模型，它經(jīng)證明適用5三、控制方程 連續(xù)性方程：動(dòng)量方程：

能量守恒方程：

三、控制方程 連續(xù)性方程：動(dòng)量方程：能量守恒方程：6四、邊界條件 在不考慮人體的空態(tài)下進(jìn)行前、后和左面的墻體作為內(nèi)墻右面的墻體作為外墻每個(gè)燈具負(fù)荷為60W四、邊界條件 在不考慮人體的空態(tài)下進(jìn)行7設(shè)計(jì)內(nèi)容（二）模擬結(jié)果與分析一、層高3米房間，傳統(tǒng)送風(fēng)方式1、溫度場(chǎng)Z為0.1米處溫度場(chǎng)Z為1.1米處溫度場(chǎng)Z為1.6米處溫度場(chǎng)y為1.65米處溫度場(chǎng)設(shè)計(jì)內(nèi)容（二）模擬結(jié)果與分析一、層高3米房間，傳統(tǒng)送風(fēng)方8一、層高3米房間，傳統(tǒng)送風(fēng)方式2、速度場(chǎng)Y為1.65米處速度場(chǎng)x為1.5米處速度場(chǎng)一、層高3米房間，傳統(tǒng)送風(fēng)方式2、速度場(chǎng)Y為1.65米處速度9二、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（底送風(fēng)）1、風(fēng)口布置方式置換通風(fēng)：在房間的下部布置風(fēng)口，低速送入新風(fēng)新風(fēng)溫度低，受熱上升，依靠自然通風(fēng)作用帶走工作區(qū)的熱量和污染物，通過上部風(fēng)口排除的空調(diào)方式。二、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（底送風(fēng)）1、風(fēng)口布置方式置換10二、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（底送風(fēng)）2、溫度場(chǎng)Z為0.1米處溫度場(chǎng)Z為1.1米處溫度場(chǎng)Z為1.6米處溫度場(chǎng)y為0.8米處溫度場(chǎng)二、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（底送風(fēng)）2、溫度場(chǎng)Z為0.111二、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（底送風(fēng)）3、速度場(chǎng)Y為0.8米處速度場(chǎng)X方向送風(fēng)口處速度場(chǎng)二、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（底送風(fēng)）3、速度場(chǎng)Y為0.812三、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)）1、風(fēng)口布置方式三、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)）1、風(fēng)口布置方式13三、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)）2、溫度場(chǎng)Z為0.1米處溫度場(chǎng)Z為1.1米處溫度場(chǎng)Z為1.6米處溫度場(chǎng)x為3.8米處溫度場(chǎng)三、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)）2、溫度場(chǎng)Z為0.114三、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)）3、速度場(chǎng)x截面送風(fēng)口處速度場(chǎng)z截面送風(fēng)口處速度場(chǎng)回風(fēng)口速度場(chǎng)三、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)）3、速度場(chǎng)x截面送風(fēng)15四、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)改進(jìn)）1、風(fēng)口布置方式增加一個(gè)風(fēng)口不等間距布置，兩側(cè)風(fēng)口靠近壁面四、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)改進(jìn)）1、風(fēng)口布置方式16四、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)改進(jìn)）2、溫度場(chǎng)比較改進(jìn)前，Z為1.1米處溫度場(chǎng)改進(jìn)前、X截面方向溫度場(chǎng)改進(jìn)后，Z為1.1米處溫度場(chǎng)改進(jìn)后、X截面方向溫度場(chǎng)四、層高3米房間，置換通風(fēng)方式（側(cè)送風(fēng)改進(jìn)）2、溫度場(chǎng)比較改17五、不同層高不同送風(fēng)方式溫度場(chǎng)的比較1、z為1.1米截面上溫度場(chǎng)比較層高3米，傳統(tǒng)送風(fēng)，z為1.1米處層高4.5米，傳統(tǒng)送風(fēng)，Z為1.1米處層高3米，置換通風(fēng)，z為1.1米處層高4.5米，置換通風(fēng)，z為1.1米處五、不同層高不同送風(fēng)方式溫度場(chǎng)的比較1、z為1.1米截面上溫182、x方向截面溫度場(chǎng)比較層高3米，傳統(tǒng)送風(fēng)層高4.5米，傳統(tǒng)送風(fēng)層高3米，置換通風(fēng)層高4.5米，置換通風(fēng)五、不同層高不同送風(fēng)方式溫度場(chǎng)的比較2、x方向截面溫度場(chǎng)比較層高3米，傳統(tǒng)送風(fēng)層高4.5米，傳統(tǒng)19結(jié)論采用傳統(tǒng)送風(fēng)方式的空調(diào)房間，大部分工作區(qū)域的溫度都在24℃到26℃之間，并且工作區(qū)垂直溫差不超過3℃，滿足人體舒適要求；但是在風(fēng)口下方風(fēng)速較大，人員不宜長(zhǎng)時(shí)間停留；置換通風(fēng)是將新鮮空氣直接低速送入工作區(qū)，在熱源的對(duì)流作用下實(shí)現(xiàn)溫度分層。溫度下低上高，除風(fēng)口處外，工作區(qū)的溫度場(chǎng)比較均勻；結(jié)論采用傳統(tǒng)送風(fēng)方式的空調(diào)房間，大部分工作區(qū)域的溫度都在20置換通風(fēng)更多的體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念，把室內(nèi)的控制對(duì)象從原來室內(nèi)全空間改為人員活動(dòng)空間；置換通風(fēng)方式可以減少送風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，對(duì)高大空間建筑更能顯示其優(yōu)勢(shì)。置換通風(fēng)更多的體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計(jì)理念，把室內(nèi)的控制對(duì)象從原21體 會(huì)（一）置換通風(fēng)改進(jìn)的方向是：合理設(shè)計(jì)送回、風(fēng)口位置，盡量使新鮮空氣低速地、水般地?cái)U(kuò)散到整個(gè)室內(nèi)地面并形成空氣湖，利用熱源引起的熱對(duì)流氣流使室內(nèi)產(chǎn)生垂直的溫度梯度。體 會(huì)（一）置換通風(fēng)改進(jìn)的方向是：22體 會(huì)（二）本設(shè)計(jì)在不考慮人體和辦公桌等用具的空態(tài)條件下進(jìn)行。在實(shí)際情況下，人體等集中在下部的熱源將使置換通風(fēng)的溫度場(chǎng)