高大空间建筑气流组织的CFD模型实验与现场测试实验研究

高大空间气流组织的数值模拟与实验研究高大空间气流组织分布、预测不同设计方案的空调效果一直是工程设计人员的难题。

随着计算机的高速度化以及计算流体动力学(CFD, Computational Fluid Dynamics)的发展,应用CFD技术模拟预测高大空间气流组织、热舒适以及优化设计方案成为可能。

本文通过采用CFD数值模拟与现场测试相结合的方法对高大空间空调系统的热舒适性与气流组织分布特性进行研究,以期研究结果能对实际空调工程设计具有指导价值。

本研究以北京市某大型公共建筑的高大中庭分层空调为研究对象,根据建筑的实际尺寸及空调设计参数,建立分层空调设计方案下的计算模型,采用PHOENICS软件对分层空调设计方案下的热舒适性和气流组织进行了三维数值模拟研究,并将研究成果应用到实际工程中。

模拟计算运用k -ε两方程紊流模型与SIMPLE算法,近壁区采用壁面函数法考虑墙壁边界条件。

其次,对高大中庭的气流组织评价展开研究,在前人工作的基础上发展和丰富了高大中庭类建筑气流组织的评价方法。

本文针对夏季分层空调设计方案,详细分析了气流组织分布特性,并对不同工况下温度场、速度场的不同影响因素进行了分析。

针对冬季工况探讨了送风角度、送风速度、送风温差、送风间距对室内热环境的影响。

为了进一步验证CFD方法模拟研究的可靠性,对于所研究的高大中庭进行了现场实验测试,并在测试气候条件下进行了数值模拟,以模拟所得结果与实验测试结果作对比,以期能够表明CFD研究方法的正确性和切实可行性。

研究结果表明:1.送风速度的大小对形成稳定的气流隔断面有重要影响,当送风速度在4～4.5m/s时才能够形成稳定的气流隔断面,有效防止非空调区向空调区的热对流。

2.顶部排风对于降低非空调区的温度效果明显,有利于减小非空调区向空调区的传热量,节能效果显著;可是排风量太大会加强空调区与非空调区的热对流,反而会造成能量浪费,对于此类高大中庭,排风比宜控制在30%左右。

印刷车间高大厂房气流组织CFD优化研究印刷车间高大厂房气流组织CFD优化研究随着工业化进程的不断发展，工厂的建筑形态也逐渐多样化和复杂化。

其中，印刷厂房的建筑规模往往较大，空间分布较为开阔，存在着空气流动的复杂性问题。

如何在这样的复杂环境中进行气流组织优化，成为了实际问题中的难点。

本文将从印刷车间的实际情况出发，针对车间区域空气流动的优化问题进行讨论。

一、印刷车间空气流动分析印刷厂房一般采用开放式布局，因此室内外气流交换较为频繁。

为了保证室内卫生、生产工艺的稳定性以及工人的舒适性，印刷车间内部的空气流动必须得到科学合理的设计和优化。

在印刷车间内，由于印刷机械设备和工作人员的存在，空气流动受到诸多因素的影响。

在正常工作状态下，印刷机械设备产生的热量和废气会使得车间内部空气呈现出复杂而不稳定的流动形态。

这不仅会导致室内温度升高，空气质量下降，同时还可能引起室内异味和噪声污染等问题。

从传统的经验角度出发，人们可能会认为在印刷车间内部加装空调或者空气净化装置，这样可以有效地解决室内环境问题。

但事实上，这种方法的效果并不尽如人意。

首先，加装空调设备会大大增加工厂的能耗和运行成本；其次，空调设备对于印刷生产的恒温、恒湿要求较高，若无法持续保持外部温度、湿度变化的稳定，实际运行效果将不尽理想。

除此之外，空调设备对于工厂内部定向流动的控制也存在着很大的局限性。

为了解决这一类问题，近年来人们逐渐意识到，采用计算流体动力学(CFD)模拟技术，对车间气流组织进行优化设计，是一种可行且有效的方法。

二、印刷车间气流组织的CFD模拟分析将印刷车间内部的气流组织进行CFD模拟分析，可以有效地提高车间内部的气流质量和工作环境，降低机器设备的故障率。

具体模拟步骤如下所示：1.建立数值模型CFD模拟技术需要建立数值模型，对车间空气流动进行定量分析。

建模的过程中，需要准确获得车间的实际物理几何形态，包括车间内部各种机器设备、管道、通风口、门窗等重要组成部分的几何参数和位置。

高大空间建筑室内气流组织分析高大空间建筑有其各自的特点，对于体育馆、音乐厅等建筑，其室内气流组织是空调系统设计的重点。

本文结合工程实例，介绍了工程的计算区域及设计参数，围绕垂直温度分布、垂直速度分布、气流分布特点及送风能耗比较这几方面对计算结果进行分析，为高大空间建筑室内环境的改善提供依据。

标签高大空间；建筑室内；设计参数；气流组织；分析随着我国社会经济建设步伐的不断加快，体育馆、音乐厅等高大空间建筑数量日益增加，逐渐成为城市建设的时代标志。

这些建筑具有体积大、围护结构传热量大、人员灯光密集，空调负荷较大等特点，其室内热环境状态参数随时可能发生变化，选取合理的气流组织方式对空调系统的设计有着重要的影响。

大空间气流组织指的是对气流流向和均匀度按一定要求进行组织，主要采用的方式有分层空调、置换通风、地板送风以及碰撞射流，如图1所示。

目前我国建筑室内空调系统的气流组织设计仍处于发展的阶段，并没有完善的理论体系和试验结论。

因此，通过对高大空间建筑室内气流组织的分析，确定合理的气流组织设计，对改善建筑室内的环境具有重要意义。

图1 大空间四种空调方式示意图1 计算区域及设计参数某公共建筑，结构南北对称，计算区域选取北边一半，计算区域层高约12m，占地面积约7450m2，属高大空间建筑。

计算区域按非结构网格划分。

人员工作区（高度0～2m）气流扰动较大，网格较密，非人员工作区网格相对稀疏。

根据FLUENT软件选取RNGk-ε两方程紊流模型，近壁面区域则选用标准壁面函数法，速度-压力耦合采用SIMPLE算法。

边界条件见表1，照明、设备及外墙负荷指标均参照原设计计算书选取，其中人员散热量均布在地面上。

为达到夏季室内人员工作区的要求设计温度25±0.5℃，参考相关文献资料，计算得到四种空调方式各自的设计参数，汇总于表2。

2 结果分析2.1 垂直温度分布不同高度上的平均温度值汇总于图2。

可以看出，四种空调方式都满足人员工作区的设计温度25±0.5℃，且分层效果明显。

深圳前海自贸区某超高层办公大堂精装修空调气流组织CFD模拟分析梁广林发布时间：2021-09-22T06:22:35.702Z 来源：《中国科技人才》2021年第18期作者：梁广林何志山江亚楠[导读] 本文结合深圳工程项目实例，利用CFD对挑空大堂的气流组织进行模拟分析，以验证高大空间采用上送风、下回风的气流组织方式是否满足室内所需要的空调效果。

深圳市镒铭机电工程顾问有限公司深圳 518040摘要：本文结合深圳工程项目实例，利用CFD对挑空大堂的气流组织进行模拟分析，以验证高大空间采用上送风、下回风的气流组织方式是否满足室内所需要的空调效果。

关键词大空间气流组织 CFD模拟 CFD simulation analysis of air-conditioning air distribution in a super high-rise office lobby in Shenzhen Qianhai Free Trade Zone By Liang guanglin，He zhishan，Jiang yanan [Abstract] This article combines the Shenzhen project example，uses CFD to simulate and analyze the airflow organization of the empty lobby to verify whether the airflow organization of the upper air supply and the lower return air in the tall space can meet the indoor air-conditioning effect. [Keywords] high-rise office，air distribution，CFD simulation一.引言空调房间的气流组织是否合理，直接影响到房间的空调效果和空调系统的能耗。

某综合体项目办公大堂空调气流组织的CFD模拟分析摘要：高大空间建筑有体积大、空调负荷大、能源消耗量大、对空调质量要求高等特点，其气流组织方式和空调节能问题尤显重要。

有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质，保证实现健康建筑、健康舒适性空调有着重要的意义。

做好大空间内气流组织的CFD模拟分析，可以从人员舒适性角度考虑风口布置的合理性，满足大空间档次提升需求。

同时可在室内精装设计阶段作为风口布置参考。

关键词：高大空间；气流组织 CFD模拟分析；速度场；温度场引言：空调的使用越来越普及，人们对居住和工作环境的要求也越来越高，对通风空调技术也提出了更高的要求。

在空调房间内，气流组织是通风和空调系统的重要组成部分，直接影响室内空调效果，是关系着房间工作区的温度、湿度基数、精度及区域温差、工作区的气流速度及清洁程度和人们舒适感的重要因素。

随着计算机技术的发展，越来越多的项目在设计阶段利用CFD技术对空调房间气流组织进行优化和研究，从而了解由空调通风所形成的室内空气速度场、温度场、湿度场以及有害物浓度场等的分布情况，以制定出最佳的气流组织方案。

本文以南宁某综合体项目办公大堂为例，对设计的空调送回风系统进行CFD模拟分析。

一、CFD技术简介室内气流组织，是指一定的送风口形式和送风参数所带来的室内气流分布。

在实际工程中，常用的气流组织形式有：侧送侧回、上送下回、上送上回、下送上回等。

影响空调房间气流组织的主要因素是入口风速、进风口的位置、进回风口的相对位置等。

由于影响因素较多，加上实际工程中具体条件的多样性，因此难于用简单的理论或经验表达式来综合上述诸多因素的影响。

目前，在空间气流分布计算方面较多采用CFD技术进行模拟分析。

CFD是计算流体力学（Computational Fluid Dynamics）的简称，是流体力学和计算机科学相互融合的一门新兴交叉学科，它从计算方法出发，利用计算机快速的计算能力得到流体控制方程的近似解。