深圳机场旅客卫星厅空调气流组织的CFD模拟分析

2020年第11期Ventilation&air conditioning［通风与空调)基于CFD模拟数据机房气流组织方案的对比分析蒋建云孟庆礼彭琳李洋赵婷婷陆浩(中建一局安装工程有限公司北京102600)摘要：本文以某数据中心为研究对象，利用CFD软件对机房的气流组织和热工环境进行模拟，通过对采用冷通道封闭+地板下送风的送风方案和热通道封闭+吊顶回风两种送风方案下数据机房内温度场、气流流线和机柜进口温度进行对比分析，得出气流组织方案的优缺点，为数据中心的机房空间布局和气流组织方案选择提供理论参考和实践基础.关键词：数据中心气流组织数值模拟方案对比中图分类号：TU834文献标识码：B文章编号：1002-3607(2020)11-0034-03数据中心机房的规模在不断扩大，如今的大型数据中心机房普遍面临设备发热密度高、电力能耗大等问题。

《数据中心设计规范》(GB 50174-2017)规定主机房空调系统的气流组织形式，应采用计算流体动力学(CFD)对主机房气流组织进行模拟和验证巾。

1CFD数值模型建立本文模型对象为某数据中心，利用CFD模拟软件建立数据中心机房模型，并对机房的气流组织进行模拟分析。

数据机房长46.1m,宽40.4m,高7m,面积约1862m2,机架数量为408个，单机柜负载为12kW,IT负载总共为3264kW,机柜采用背靠背方式安装。

机房配置16台额定制冷量为290kW及2台额定制冷量为110kW,风量为80000m3/h的冷冻水空调。

机柜尺寸600mm(W)x1200mm(B) x2500mm(H)的52U机柜，机柜内放置服务器，各机柜安装服务器数量按实际布置，设定两种不同的送风方案，并分别建模。

1.1方案一：无吊顶，封闭冷通道，地板下送风，上部回风(1)机房所需冷风为机房内下送，每个AHU(冷量为290kW)送风口为地板下部出风，回风口设置在AHU后部，整个气流组织为下送后回，AHU分别位于机房东、西两侧的空调间中，空调间与模块机房之间以轻质隔墙隔开，顶部开回风孔。

气流组织分析_CFD气流组织模拟采用CFD模拟技术可以进行室内外气流组织的模拟分析。

以某超高层建筑项目为例，使用PHOENICS软件来模拟多联式空调室外机周围风环境，并通过模拟结果来评价布置方案，对设计进行优化。

本工程位于深圳市科技园，总建筑面积约12万m，主体建筑高149m，地上共35层，其中第9层和第24层为避难层，属一类高层办公建筑。

首先按照建筑平面建立一个简化模型，并设定建筑室外气流环境参数及边界条件如下：（1）为使模拟计算接近实际情况，考虑室外风速随高度进行变化。

（2）出流面边界条件设定如下：假定出流面上的流动已发展充分，流动已恢复为无建筑物阻碍时的正常流动，其出口边界相对压力为0；建筑物表面为有摩擦的平滑墙壁。

依据模拟分析结果，最终将本工程的室外机组位置优化为：（1）在考虑系统管长衰减合理的范围内，布置部分机组在屋顶以及第9层、第24层避难层，负责邻近楼层空调；（2）标准层室外机组利用原有空调机房，每隔三层安装一组室外机；（3）避难层室外机组布置在北侧、南侧，标准层室外机组布置在西侧、东侧，做到垂直l方向错开。

（4）裙楼在南、北不同朝向露台布置机组，同朝向的只在其中一层露台布置机组。

（5）露台机组按方式一布置，且只布置一排机组。

风冷多联式空调室外机安装位置的通风状况好坏直接影响室外主机的制冷效率，而室外机安装位置的通风环境与多联机的布置方案密切相关。

由上而实例的分析可以看出，结合CFD模拟技术，将有效地指导设计，能改善风冷多联式空调室外机周围的风环境，以保证机组能高效率地运行。

中国建筑科学研究院环境测控优化研究中心在建筑模拟分析领域处于国内领先水平，应用国际先进的计算机模拟仿真软件，对建筑物理环境进行模拟分析，达到优化设计方案，预测方案效果的目的。

应用CFD技术对冬季空调房间气流模拟分析摘要：本文应用CFD技术，以方程为基础，对重庆某高校教工宿舍室内的气流在冬季工况条件下进行三维模拟计算（速度矢量）。

并对结果进行了分析，依据通风及空气调节在冬季工况下的标准，对室内气流速度进行评判。

关键词：计算流体动力学数值模拟速度矢量1 概论计算流体动力学简称CFD，是随着计算机技术而出现的一门新学科。

它运用流体动力学的基本原理，通过建立数学物理模型，根据提供的合理的边界条件和参数，可以对空调区域内气流的速度场、温度场、压力场等进行模拟计算。

而室内空气的速度场、温度场又是研究空调房间室内气流组织设计及空调房间室内舒适环境评价的基础。

目前国内，研究人员对室内气流研究主要集中在夏季对房间内空调制冷进行数值模拟，而本文中则以重庆某高校教工宿舍冬季空调房间为模型，对空调制热房间室内气流进行数值模拟。

本文采用三维紊流模型，采用N-S方程，将送风气流与房间形状及障碍物作为一体来考虑，用整体求解法计算了空调房间室内空气流动与传热问题，对空调房间室内气流组织，主要是速度场分布进行了数值模拟。

目前，室内气流分布的研究主要采用三种方法：(1)利用射流原理进行分析和预测；(2)利用相似性原理进行模型试验；(3)利用计算机求解室内气流控制方程组的数值预测方法。

第一种方法由于其局限性目前较少采用。

第二种方法不仅耗费较多的人力、物力和财力．而且在许多情况下，在测量技术的实现上有一定的因难，如测量低速气流的方向和湍流强度。

由于计算机和计算技术的发展，数值预测方法得到了迅速的发展。

本文以重庆某高校教工宿舍在冬季工况下的室内气流为研究对象，在考虑宿舍(根据所处于的地理位置)外界气温以及围护结构及其热工性能、空调系统的制冷、室内人员的散热量等条件的基础上，对室内的气流进行了数值模拟。

2 模型结构根据此教工宿舍的实际情况，建立长5.2m，宽3.2m，高3.2m的宿舍模型，宿舍的平面结构如图1所示、宿舍内有书桌（长1.2m，宽0.5m，高1m），床（长2m，宽0.9m，高0.5m）等障碍物及人员(只考虑人员散热量对空调冷负荷的影响)。

基于CFD技术的酒店客房气流组织模拟及优化分析高喜玲;张晓冬【摘要】本文以酒店客房为例,选取典型房间,利用CFD技术进行速度场及温度场的模拟,对比分析装修设计改造前后的空调效果变化,提出不能因迁就装修美观而加大风机盘管规格,应合理选择,避免设备在低负荷下运行,造成能源浪费.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2018(000)019【总页数】3页(P102-104)【关键词】CFD技术;速度场;温度场;空调效果【作者】高喜玲;张晓冬【作者单位】江苏建筑职业技术学院,江苏徐州 221116;武汉正华建筑设计有限公司,湖北武汉 430000【正文语种】中文【中图分类】TU831.2CFD是一种比较先进的数值模拟技术，这种技术在分析过程中主要采用流体力学理论［1］。

在对系统中的流体状态进行分析的过程中，该技术主要借助计算机强大的计算功能来分析一些特定的数学方程，这些方程主要由流体运动过程中的相关特性参数组成。

CFD在暖通行业中的作用主要有几下几方面：第一，对空调系统服务的所有房间，CFD都能实现对这些密闭空间内气流的优化［2］；第二，这种方法可以较好地用于建筑外环境参数分析；第三，CFD能实现对空调房间空气质量及热环境两方面的仿真；第四，CFD的使用还有助于实现相应空调设备性能的优化分析。

本文主要以某酒店客房为例，利用CFD技术对该客房装修改造前后空调系统的气流组织情况进行模拟及对比分析。

1 项目概况该项目位于江苏省徐州市，是一栋九层的商务酒店，一层为餐厅及酒店大堂，二层为多功能厅，三层至九层为客房部分，酒店大堂下方为地下室，作为设备用房使用。

空调系统设计方案见表1。

表1 空调系统方案系统系统一（24h营业）主要房间功能酒店大堂客房空调系统形式高静压风机盘管+新风风机盘管+新风系统二（11:00—14:00，17:00—20:00）餐饮区风机盘管+新风2 典型客房装修阶段对原空调设计方案的修改酒店客房为套间，空调系统采用新风加风机盘管形式，典型房间选取九层最西面的房间。

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。

CFD模拟空调中流场分布摘要：CFD，是一种重要的计算机模拟技术，它是流体学、数值计算方法以其计算机图形学三者结合的产物。

通过CFD技术，我们可以利用计算机分析并显示流场中的现象，从而能在较短的时间内预测流场。

【关键词】CFD 模拟仿真空调问题分析Abstract：CFD，it is an important kind of computer simulation technology，it is fluid，numerical calculation method to the product of the computer graphics combination. By CFD technology，we can use the computer analysis and display the flow field in the phenomenon，which could predict the flow field in a relatively short timeKeywords：CFD simulation，hanging air conditioning，problem analysis.引言CFD相当于在虚拟的计算机中做实验，用模拟仿真实际的流体的流动情况，故CFD为一种现代仿真模拟技术。

它模拟空调中模拟空气在流道中的分布，包括换热器表面的风速分布，进出风口风速分布，气流在房间中的风速分布等。

为设计提供参考，从而节省人力、物力和时间。

CFD模拟设备简单、投资低、计算速度快，计算空间不受限制，完整的资料获取、可模拟多种工况，随着经济的发展和科技进步，CFD仿真技术越来越多应用到各种行业。

1.1建立数学模型空调中空气流动通常为不可压湍流流动，我们采用的数学物理模型为三维不可压的纳维—斯托克斯（N—S）方程。

主要包括连续性方程，动量方程和能量方程，通常用不可压流体的黏性流体流动控制微分方程。

深圳某超高层办公大堂气流组织CFD模拟摘要：利用计算流体力学专业软件Fluent airpak 3.0 对某高大空间的空调方案进行气流组织数值模拟，分析其温度场，验证设计气流组织方案。

关键词：高大空间；空调方案；气流组织；数值模拟。

引言随着建筑行业飞速发展，出现了越来越多的大空间或不规则空间，由于空间范围大、体型不规则、气流组织复杂、内部热源多样、影响空间舒适性的因素较多，使得传统的设计往往风量大、冷量大、能耗大，且难以验证气流的合理性。

随着计算机数值模拟的越来越成熟和普及，可以很好的解决了这一问题，从而减少设计成本，降低设计风险，缩短设计周期，避免能源浪费或冷热不均。

1、建筑概况本建筑位于深圳市南山区前海深港现代服务业合作区的桂湾片区南部，为集商业、办公、公寓、酒店于一体的大型综合体，项目总建筑面积大约为75万㎡。

其中，本次分析的超高层办公楼总建筑面积约为8.5万㎡，地上49层，建筑高度212.15m。

2、设计参数室外气象参数：见表1室内设计参数：见表23、办公大堂设计该大堂位于建筑首层，两层通高，层高达到12.4m，净高10.2m，共有西面、北面和东面三面外玻璃幕墙，南侧属于内墙，该房间的平面图如图1所示。

使用浩辰暖通7.2负荷计算软件计算出该大厅夏季负荷为300kW，选用两台28000m3/h的组合式空调机组，空气处理机组位于五层避难层，送回风口位于房间顶棚，上送上回的气流组织形式。

本此研究实在该设计前提下，验证室内温度场是否满足设计要求，气流组织是否合理。

4、数值模拟方法及边界条件4.1三维模型建立，详见图2。

图1 办公大堂空调平面图图2 房间模型4.2 边界条件由于该房间南内墙紧邻空调房间，故假定该处的围护结构是绝热的，与相邻房间不发生热量传递，而西外墙、北外墙、东外墙、地板和天花板均有热量传入房间，故这些维护结构均设置为热流边界条件。

同时，考虑到人体、设备和照明等冷负荷对室内温度场的影响，而人员和设备冷负荷位于房间下部，照明冷负荷则位于房间上部，为简化计算，将人员和设备冷负荷加到地板上，照明冷负荷加到天花板上。

数据机房CFD模拟报告一、机房内主要参数 (2)二、三维建模 (5)三、温度场模拟 (8)3.1各截面温度分布图（设定地板高度为Om） (8)3.2机柜及空调通风口温度分布图 (12)四、速度场模拟 (14)4.1房间型空调送、回风流线图 (14)4.2行间空调送、回风流线图 (16)4.3各截面风速、风压分布图（设定地板高度为Orn） (17)4.4各通风地板风量分布图 (18)4.5各机柜通风量分布图 (19)五、模拟结果分析 (19)-S机房内主要参数机房总面积404 r√ （含空调间），高度4.8m.高架地板高度Iπ‰房间型空调数量（7÷2）台（全部热备状态运行），单台空调额定显冷量（回风温度35C o） 160kW,额定风量40000m3∕h,最低运行风量20000m3∕h,下沉式风机，变风量运行，空调尺寸：宽X深X高=2550x1000x200Omm o台房间型空调实际运行参数如下表:24kW,额定风量500OmTh。

空调尺寸：宽X深X高二300x1200x220OmmO台宽列间空调实际运行参数如下表：60Omm 宽列间空调10台（全部运行），单台空调额定显冷量（回风温度35C O ）40kW 1 额定风量 8500m 3∕h o 空调尺寸：宽 X 深 X 高二600x1200x220OmmO机柜尺寸：宽X 深X 高二800x1200x220Omm o10台60Omm 宽列间空调实际运行参数如下表： 8kW 网络核心机柜数量18台, 机柜尺寸：宽X 深X 高二800x1200x220Omn‰12kW 网络核心机柜数量6台,20kW网络核心机柜数量18台，机柜尺寸：宽X深X高二800x1200x220OmmO 总热负载85IkWO通风地板158块，地板通风率50%。

二.三维建模S3In- C - 4 --…0FTTTmmrTmTTmF-■11■11■■≡・IB ■■総QZ ~i® 2 W ⅛曆I 塗 0遶 V W縱 V ∞e 6養 I黑 I->gs ^~ V SS >念 I逑 9毬 9■■■■■■II垃re r：ns R S re πCabinet Power Uiit (W)三、温度场模拟3.1各截面温度分布图（设定地板高度为Om）3.1.1截面高度∙0.2m温度分布图Teaperature (C)保■■■■■■■Ul I HIIHIUIHHHHIL -31. C3.1.2截面高度0.2m温度分布图TemPer&tur石(C) -35-31.5亦 >ΛW PW PaWR Ut∙3 ⅛ftΛd»atw rtfv⅛αMMChfiVMI⅜0M ∣ ⅞tW V∞ I MVadl UN^ UJM*8∣>⅛AM≠ ⅞MU »4tW V2ti lt>v^ r^βW ∖iiSW hSWV fΛΛtfS≤S25S ⅝ FT!⅞S5¾⅞gg !2≡2S≤^22∣ *∙w*g ^茫恒1金处 叱St高曲I 用於 E 3空疸 必国AN 怦7咤勺TellPGrature (C)3.1.4截面高度1.5m 温度分布图Tamperatur Θ (O ∣-35 -31. -28 ∏24.l-21TeinPeratUre (C〉3.1.6截面高度2.5m温度分布图TetnPer(C)Γ3.1.7截面高度3.0m 温度分布图3.1.8整个机房温度云图T⅛wpeτature (C) 「35 r -31. 5 -24.5 L 21 tΛ28TenIPeratUre (C) -35 -* √3.2机柜及空调通风口温度分布图3.2.1机柜通风口温度分布图A322机柜通风口温度分布图BTGmPara⅛-35 N-31.5-28-24.5-f-21 13.2.3空调回风口温度分布图 (C)Temperature*28"1:r%InPeratUre (C)2824.>.<f1-11;好⅛ •I "□-∙∙'½ :-W四、速度场模拟4丄房间型空调送、回风流线图4丄1房间型空调送风流线图31.5 *Temperature (C) -35I-28-24.5-21TeilPeratUre (C)- 35-31.5-2824. 54.1.2房间型空调回风流线图*-TenPeratUre (C)4.2行间空调送、回风流线图TeinPeratUre (C)■卫I I I -31.5”28521TemPeratUre (C)354.3各截面风速.风压分布图（设定地板高度为Om）4.3.1截面高度-0.2m风速分布图VeIOCity (n7s)4.3.2截面高度-0.2m风压分布图NQt Flow (tt∣m 3∕h)47014111882□—575 1011 1444;/• -/√ *w ∙* ∙∙7,-∙,/••/-A./,,.<∙' i •'SimUIated FlOl140 AAirfIOW RsquirGinont Glr3∕h)五、模拟结果分析机房内温度场分布有些不均匀，但无局部过热点情况，最高温度35C。

客机驾驶舱流场CFD模拟与热舒适性分析孙贺江;安璐;冯壮波;龙正伟【摘要】客机驾驶舱作为客机的操作平台,其内部的热舒适性对于飞行员的身体健康和安全驾驶有重要影响.构建了全尺寸三维仿真驾驶舱模型,根据驾驶舱的传热特点和热负荷特性,建立了驾驶舱壁面传热模型,结合运用流体力学计算软件FLUENT 对驾驶舱在地面夏季工况下的流场、温度场以及驾驶员的热舒适性进行了模拟分析.分析结果表明,驾驶员周围空气的温度和速度基本达到客舱舒适度要求,但驾驶员自身的热舒适指标略微偏高.平均辐射温度过高是引起飞行员热不舒适的主要因素,通过必要的改进措施可以有效降低平均辐射温度,提高飞行员的热舒适度.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2014(047)004【总页数】6页(P298-303)【关键词】平均辐射温度;太阳辐射;环境控制系统;热舒适性【作者】孙贺江;安璐;冯壮波;龙正伟【作者单位】天津大学环境科学与工程学院,天津300072;天津大学环境科学与工程学院,天津300072;天津大学环境科学与工程学院,天津300072;天津大学环境科学与工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】U8驾驶舱作为主导飞机安全飞行的重要部位，其内部空气环境的温度、速度、湿度以及压力对于飞行员在不同飞行状态的舒适性及安全驾驶起着至关重要的作用．基于驾驶舱环境舒适状况对驾驶员的工作效率和健康情况的重要影响，对于飞行各阶段内客机驾驶舱的气流环境研究是十分迫切的．国内对于驾驶舱环境的研究，袁修干等[1]最先建立了飞机座舱热力学特性的数学模型，对“舱-人”系统温度数学模型进行了分析研究．沈海峰等[2]建立了歼击机座舱供气流动边界条件计算模型，通过模型可以获得舱内流场计算的入口边界条件，提高流场的计算精度．薛红军等[3]通过 RadTherm平台进行人体热舒适性模型和驾驶舱环境对接，驾驶舱环境数值模拟结果和人体热舒适性评估结果相互验证用以综合评价驾驶舱环境的优劣．国外对飞机客舱内部气流组织进行了深入研究，美国的波音公司和法国的空客公司等航空公司在客机的设计研发阶段[4-6]，对机舱内的空气气流流动和传热均进行数值模拟，并用实验进行验证．Zhang等[7]比较了客舱内混合送风、置换送风以及个性化送风3种送风方式在空气流场污染物排除方面的差异．Park等[8]针对客舱内乘客对于热舒适性的局部热感觉以及整体热感觉的相互关系进行了调查研究．相对于客舱环境，飞机的驾驶舱是一个空间狭小、电子发热设备众多、受太阳辐射影响巨大的封闭空间．尤其是在高温季节，在飞机地面阶段，强太阳辐射以及舱外热空气传热、内部的蓄热等将会导致驾驶舱内的初始空气温度过高．飞机从停机状态启动，要经过一段时间的冷却过程使舱内环境温度达到登机要求后乘客方可登机．因而环控系统对驾驶舱进行冷却的效果以及舱内驾驶员的舒适性都是至关重要的．因此，笔者对客机驾驶舱夏季地面阶段的气流组织以及驾驶员的热舒适性进行了数值仿真研究．1 试验装置方法1.1 物理模型及网格划分以某型客机驾驶舱CATIA模型为基础建立几何模型，如图 1所示．考虑到真实的驾驶舱非常复杂，在不影响整体流场和温度场的前提下，笔者对驾驶舱内部构造进行了适当简化，如抹平仪表操纵台的边框按钮凸起、使用简化的人体模型等．在驾驶舱顶部驾驶员后方有2个送风口左右对称分布，送风气流通过圆形风管进入导流腔体，然后经送风口进入驾驶舱内．驾驶舱的回风口位于显示器下方驾驶员腿部前侧内凹处．驾驶舱内设主驾驶位和副驾驶位以及观察员位置．此外，驾驶舱内部仪表盘上有 5块显示器，中部有一个控制台，左右两侧各有柜台，并且左右对称分布了主风窗、通风窗和后观察窗．图1 驾驶舱模型Fig.1 Cockpit model本研究采用 Gambit软件生成网格，由于驾驶舱几何的不规则性，网格划分形式采用非结构网格，生成的网格数量为3×106左右．为保证计算结果的准确性及计算资源的合理利用，网格划分时分别对座舱内送风口、出风口、人员及壁面附近区域进行了加密处理．全局的网格大小控制在 25,mm，由于送风口的复杂结构及其较小的几何尺寸，网格尺寸控制在 5,mm左右，人体附近网格尺寸控制在15,mm．驾驶舱模型网格示意如图2所示．另外，本研究同样生成数量为1×106、6×106的网格模型进行网格独立性验证，最终选择3×106网格进行计算．图2 驾驶舱模型网格Fig.2 Cockpit model mesh1.2 数学模型本研究选用稳态 RNG k-ε 湍流模型来对驾驶舱地面夏季冷却过程进行仿真模拟[9]．稳态RNG k-ε 模型是近年来应用最广泛的一种雷诺时均方程(RANS)湍流模型．控制方程包括连续型方程、动量方程、湍动能方程、湍流耗散率方程及能量方程，均可以写成通用形式，即式中：ρ为材料密度；ui为 i方向的速度分量；xi为 i方向的坐标；,effφΓ为有效扩散系数；Sφ为源项；τ 为时间．1.3 边界条件及求解设置飞机驾驶舱地面阶段是一个不断变化的过程，为了尽量准确地模拟仿真这个阶段驾驶舱内的流场，需要考虑机舱围护结构蓄热和舱内空气的冷却，以及通过透明表面进入舱内的太阳辐射．因而驾驶舱的外围护结构的边界条件采用简化传热模型．根据太阳辐射换热量的不同以及几何结构的差异性，将整个驾驶舱壁面分为若干个区域，每一个区域仅仅考虑沿着舱内向舱外的一维传热，忽略区域和区域之间的热量交换．在每一个计算时间步长内，舱壁和驾驶舱空气相互交换数据以更新热边界条件；CFD根据简化传热模型得到的边界条件进行流场迭代计算，简化传热模型在 CFD求得的流体温度基础上，再进行计算以得到新的舱壁区域温度分布．壁面围护结构内部节点的传热方程为式中：cp为围护结构材料的比定压热容；ΔV为节点控制体的体积；S为节点控制体之间的交界面面积；j为节点编号；t为节点温度；Δτ为时间步长；q为壁面所吸收的太阳辐射热流量．进入舱内的太阳辐射大部分被舱内表面所吸收，其余部分折射，然后再吸收再折射．FLUENT软件的太阳计算器可以计算出特定地理位置特定时间的太阳辐射热流，并且可以计算出舱内各壁面所吸收的太阳辐射热流.所以，驾驶舱的舱盖、地板、蒙皮以及窗户采用非稳态计算的传热模型UDF编程计算所得的热边界作为稳态输入边界条件；显示器和控制台的散热量一定，故采用固定热流的热边界条件；人体的边界条件采用固定温度31,℃，因为人的体温是36,℃左右，但是穿上衣服后表面温度约为31,℃；舱内其他壁面受到固定太阳辐射热流，故采用固定热流的热边界条件；驾驶舱的后壁面设置为绝热壁面．另外，驾驶舱入口采用流量、温度入口，出口采用压力出口．在FLUENT计算设置中，压力与动量方程的耦合方式采用 SIMPLE算法，压力离散采用STANDARD算法，动量的差分格式采用有限中心差分准则，其他变量的差分格式都采用一阶向前差分准则．考虑空气密度随温度的变化，对空气密度采用Boussinesq假设．当能量的残差低于1×10-6、其他变量的残差低于1×10-3、并且监测点的参数变化稳定时，认为所计算的流场已经达到稳定收敛．2 结果和讨论2.1 流场分析图3给出了采用稳态RNG k-ε模型模拟计算出的座舱内流场分布情况．从流场分布可以看出，驾驶舱大部分区域的流速范围在 0～0.2,m/s，而送风口附近风速较大达到 8,m/s左右．速度较大的送风经45°向下导流格栅进入驾驶舱内，气流斜向下直吹向两侧壁面，在侧壁面形成较大气流旋涡，然后气流沿舱壁面进行流动．如图4所示，选取2个截面来进行驾驶员周围的流场分析．图5和图6分别表示驾驶员周围横、纵截面的速度场．可以看出，驾驶员的头部周围以及身体前侧的风速低于 0.2,m/s，身体两侧以及腿部风速低于 0.3,m/s．满足 ASHRAE(美国采暖、制冷与空调工程师学会)标准所规定的人员附近局部风速小于0.3,m/s的标准要求[10]．图3 驾驶舱内流场分布Fig.3 Airflow distribution in cockpit图4 驾驶舱内横、纵截面分布Fig.4 Vertical section and cross section in cockpit图5 驾驶舱内驾驶员横截面流速分布Fig.5 Airflow vector on cross plane in cockpit图6 驾驶舱内驾驶员纵截面流速分布Fig.6 Airflow vector on vertical plane incockpit2.2 温度场分析如图7所示，选取驾驶员身体3个高度截面进行温度场分析．这里的脚部、腰部和头部是按照ASHRAE标准[10]定义的离地面 100,mm、600,mm 和1,090,mm 的高度来选取的．图 8、图9和图 10分别表示驾驶员头部、腰部和脚部 3个平面的温度云图．ASHRAE标准[11]要求座舱温度范围在 18.3～23.9,℃之间，最高不超过26.7,℃．从云图可以看出，驾驶员的头部、腰部和脚部附近的温度在 28～30,℃左右，明显有一些偏高．图11和图12为驾驶员的横截面和纵截面的温度云图．整个驾驶舱内的温度分布很不均匀，大部分空间的空气温度范围在 24～28,℃之间，但是靠近舱壁的区域温度多为 30,℃以上．温度低且速度大的送风气流先送入座椅后侧区域，经过衰减混合而变为温度高速度低的气流才进入前侧区域．因此，温度分布呈现出驾驶员座椅后侧区域的温度偏低而驾驶舱的前侧温度偏高的特点．图7 驾驶舱水平截面分布Fig.7 Horizontal section in cockpit图8 驾驶员头部截面温度云图Fig.8 Temperature contour on the plane of pilots’ head图9 驾驶员腰部截面温度云图Fig.9 Temperature contour on the plane of pilots’ waist图10 驾驶员脚部截面温度云图Fig.10 Temperature contour on the plane of pilots’ feet图11 驾驶员横截面温度云图Fig.11 Temperature contour on cross plane靠近舱壁的区域温度高的原因是舱壁温度高．而造成舱壁温度高的原因一方面是由于太阳辐射透过大面积的玻璃窗户进入驾驶舱并被舱内表面吸收；另一方面，显示仪表、电子设备和操纵控制设备的高发热率，使得这些设备的表面温度普遍较高．因此，在驾驶舱这个较小的封闭空间内，虽然空气温度已经基本达到制冷要求的24,℃左右，但是较高的舱壁温度使得舱壁附近区域的空气温度仍然过高，并且会对驾驶员形成较高的辐射温度，从而可能会降低驾驶员的热舒适性．图12 驾驶员纵截面温度云图Fig.12 Temperature contour on longitudinal plane2.3 舒适性分析为了评估飞机在夏天地面冷却过程中驾驶舱内环境参数是否达到舒适性要求，本文进一步对驾驶舱内驾驶员的热感觉进行了分析．采用的是预测平均评价即PMV指标[10]，综合考虑环境因素和人自身的因素．PMV通过 6个因素来评价人的热感觉，其中环境因素有空气温度、平均辐射温度、空气相对湿度和空气流速；人的因素有新陈代谢率和服装热阻．其表达式为式中：M 为新陈代谢率，W/m2；W 为人输出的外功，W/m2；fcl为着衣体表面与裸体表面之比；t为当地的空气温度，℃；tr为平均辐射温度，℃，近似等于围护结构内表面平均温度；tcl为衣服外表面的温度，℃；pa为水蒸气分压力，Pa；hc为衣服与空气之间的表面换热系数，W/(m2·℃)，其计算式为式中var为空气流速，m/s．表1给出了PMV与人热感觉的关系．在室内热环境可接受的PMV范围为-0.5～0.5之间．图 13为驾驶舱内驾驶人员身体各部位的 PMV热感觉．可以看出，驾驶员感觉稍热．驾驶员身体各部分平均 PMV值为 1.1，特别是副驾驶员的身体PMV 值大于1.0，没有达到热舒适性的要求．所以，此种情况下处于驾驶舱中的驾驶人员会感觉稍热．表1 PMV与人热感觉的关系Tab.1 Relationship between PMV and thermalcomfort of humanPMV 热感觉-3 冷-2 凉-1 有点凉0 中性1 有点暖2 暖3 热图13 驾驶员身体各部位PMV值云图Fig.13 PMV contour on pilots body parts2.4 热舒适影响因素分析热舒适环境一般取决于2方面因素．一是环境因素，即空气温度、空气流速、平均辐射温度和空气相对湿度；另一方面是人的因素，即新陈代谢率和服装热阻．因而，人热舒适性的好坏是这些因素综合影响的结果．在驾驶舱热舒适性 PMV的计算中，由于主要考虑环境因素对 PMV的影响，所以取人相关因素为常数．其中人体所做的机械功 W 在静坐时为 0.人体的新陈代谢率定为 70,W/m2，这是坐姿活动者所具有的新陈代谢水平．服装热阻为0.08,m2·℃/W，属于夏季服装类型．另外，驾驶舱是一个低湿的环境，空气相对湿度设为20%．在本文研究的算例中，驾驶员周围空气温度在24～26,℃，空气流速在 0.2,m/s左右，均已达到环境控制参数的要求．但是驾驶员身体表面的PMV值仍然略高，表明驾驶员仍然稍不舒适，对于 PMV进行参数分析可以发现主要问题在于空气平均辐射温度过高，达到了35,℃．平均辐射温度是环境表面对人体辐射作用的平均温度．由于驾驶舱的围护结构的内表面温度各不相同也不均匀，如窗玻璃受太阳直接照射表面温度较高，还有操纵台和仪表等设备自身发热使得温度较高．这些不同温度的表面都会直接影响人体的热状况，造成人体受到不对称热辐射而感觉到不舒适．平均辐射温度直接受到壁面温度的影响，因此，如果驾驶舱的内壁面温度能有所下降，驾驶员的热舒适性就一定会有所提高．因此，本文对于驾驶舱窗户进行加装遮阳板后情况进行了进一步模拟．在模拟计算时，假设窗户只透过50%的太阳辐射热量．图14为改装窗户后的计算结果，给窗户改装后驾驶员的热舒适性指标PMV有明显降低，即人的热舒适性有提高，人体周围 PMV 指标已接近-0.5～0.5之间．这正是由于改装后的窗户减少了太阳辐射进入而降低壁板温度，继而降低了平均辐射温度，提高了人体的热舒适性．图14 改装窗户后驾驶员身体各部位PMV值云图Fig.14 PMV contour on pilots’ body parts after sunshade3 结论针对驾驶舱的几何构型、传热过程特点，构建了相应的壁面传热模型和流场 CFD模型，对驾驶舱模型在夏季工况下地面阶段的流场、温度场以及驾驶员的热舒适性进行了数值模拟分析．获得的重要结论如下：(1) 驾驶舱经过稳态冷却后，除了靠近壁面的局部区域温度稍高外，驾驶员周围空气的温度和速度基本达到客舱舒适度要求．但驾驶员自身的热舒适指标略微偏高．(2) 驾驶员自身的热不舒适的主要原因是舱内空气平均辐射温度过高，如果停机及冷却过程中对驾驶舱窗户进行一定的改装，以减少辐射得热，降低各壁面的温度，能够在启动冷却阶段显著提高驾驶员自身的热舒适感觉．【相关文献】［1］林国华，杨燕生，袁修干. 座舱环控系统气流组织的数值研究[J]. 应用基础与工程科学学报，1998，6(3)：302-307.Lin Guohua，Yang Yansheng，Yuan Xiugan. Numerical simulation of flow fields and heat transfer within airconditioning cockpit[J]. Journal of Basic Science and Engineering，1998，6(3)：302-307(in Chinese).［2］沈海峰，袁修干. 歼击机座舱空气流动和传热模拟实验[J]. 北京航空航天大学学报，2009，35(9)：1108-1112.。

【作者简介】朱琳琳（1985～），女，辽宁营口人，工程师，从事轨道交通工程通风空调设计与研究。

深圳机场旅客捷运系统通风空调设计与思考Design and Thoughts on Ventilation and Air Conditioning in Shenzhen Airport APM朱琳琳（深圳市市政设计研究院有限公司，广东深圳518000）ZHU Lin-lin(Shenzhen Municipal Design &Research Institute Co.Ltd.,Shenzhen 518000,China)【摘要】根据深圳机场旅客捷运系统的建设特点，详细介绍了机场捷运线的通风空调系统设计。

首次提出列车停靠的站内隧道上方无轨顶风道的设计方案，总结设计、施工配合中遇到的问题，从设计、管理等方面提出避免类似问题的建议。

【Abstract 】According to the construction characteristics of Shenzhen Airport APM (Auto People Mover)System,this paper introduces thedesign of ventilation and air conditioning in it.For the first time,the design of no rail top air duct above the station tunnel where the train stops is adopted.The problems during the design and construction coordination are summarized,and some suggestions for avoiding similar problems are given.【关键词】机场捷运；通风空调；防排烟【Keywords 】APM;ventilation and air conditioning;smoke management 【中图分类号】TU831【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2024）04-0034-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2024.04.2111引言2018年全球旅客吞吐量排名前10名的机场中,除东京羽田机场外,其余9个机场均建有机场内部的捷运系统;2018年全球旅客吞吐量前50名的机场中,有35个机场修建了捷运系统。

空调送风速度对客舱环境影响的模拟及优化林家泉;李弯弯【摘要】客舱内的热舒适性和空气品质对乘客的健康和舒适有重要的影响,采用计算机流体力学(CFD)技术建立A320头等舱内环境的三维模型,对夏季工况下的客舱内流场进行仿真,分析桥载空调不同的送风速度对客舱CO2浓度场、空气龄以及热舒适性的影响.以CO2浓度和空气龄反映客舱内空气品质,PMV-PPD作为客舱内热舒适评价依据.通过构建最优函数,得到C02浓度、空气龄和PMV-PPD与送风速度的函数关系,得到最优的送风速度,为桥载空调的控制及调节提供参考.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】6页(P12-17)【关键词】CFD;热舒适性;空气品质;C02浓度;空气龄;PMV-PPD【作者】林家泉;李弯弯【作者单位】中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300;中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TH137;V245.3引言人们乘坐飞机时，客舱的热舒适性和空气质量受到越来越多的关注。

目前推广在飞机航前、航后及过站时使用桥载空调代替机载空调给飞机客舱提供冷气，桥载空调悬挂于机场廊桥底部，消耗工业用电，既节约资源，又减少了污染物的排放[1]。

在使用桥载空调制冷时，希望既能节能又能获得良好的热舒适性和空气质量，因此研究桥载空调送风速度对客舱内热舒适性和空气质量的影响有很重要的意义。

目前，研究飞机客舱内环境的主要方法有实验测量法和计算机流体法(Computational Fluid Dynamics,CFD)。

实验法能够获得可靠的数据，然而，实验成本高，花费时间长[2]，获得高质量的实验数据相当困难[3]。

随着计算机模拟技术的发展，CFD已被应用于客舱气流组织的研究中[4-8]。

因此，本研究通过CFD技术对飞机客舱内CO2浓度进行数值模拟，并结合空气龄和PMV-PPD (Predicted Mean Vote-Predicted Percentage of Dissatisfied people) 指标对客舱内环境进行分析，得出不同送风速度下 CO2浓度、空气龄、PMV-PPD指标的仿真，并根据这些指标构造最优函数，得到桥载空调的最优送风速度，为桥载空调的控制提供依据。

基于CFD 的客舱气流组织影响分析杨文强（中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，西安710089）摘要：从工程实际应用出发，建立了全尺寸大型民用飞机客舱模型，设计了客舱空气分配系统，开展了客舱气流组织影响分析及空气龄评价。

研究发现：客舱供气温度变化会对本区域的客舱温度产生影响，而对其他客舱温度分布影响较小；地板排气通道面积、再循环空气流量和客舱排气活门安装位置对客舱空气流速分布和温度分布影响很小；客舱空气龄分布的计算结果表明，头等舱空气最为新鲜，商务舱次之，经济舱最差。

关键词：民机；座舱；气流组织；空气龄中图分类号：V245.3文献标志码：A文章编号：1674－5590（２０18）03－００11－０7Aircraft cabin airflow analysis based on CFDYANG Wenqiang（First Aircraft Institute,AVIC,Xi ’an 710089,China ）Abstract:Based on engineering application,the correlative models of aircraft cabin are set up,cabin air distribution systemis designed.Then,analysis of cabin airflow and air age has been carried out with CFD.Results show that:a.change of air supply temperature has influence on corresponding area and few on other zones;b.the area of airflow outlet,amount of recycling air and position of outflow valve have less effect on distribution of cabin air temperature and speed;c.first-class cabin gets more fresh air,business cabin gets less fresh air and economic cabin gets least.Key words:airliner;aircraft cabin;airflow;air age收稿日期：2017-06-27；修回日期：2017-09-06作者简介：杨文强（1984—），男，陕西米脂人，高级工程师，硕士，研究方向为飞机环境控制系统设计、仿真和试验.随着社会发展，大型客机已成为越来越重要的交通出行工具。

基于BIM技术的空调房间CFD气流组织模拟分析上海市建工设计研究总院有限公司 闫坦坦*摘 要以BIM技术为基础，将BIM技术与CFD技术进行初步结合，对实际暖通空调设计案例进行分析，通过对比不同的设计方案，即定性的改变室内设备型号、风口数量或大小；对气流组织的分布状况进行数值模拟分析及可视化呈现，从而获得相对优越的设计效果，并为今后提高室内环境热舒适度标准提供实践基础和理论指导。

关键词BIM技术；气流组织；CFD技术；可视化呈现；暖通空调Simulation Analysis of CFD Airflow Organizationin the Air-Conditioned Room Based on BIM TechnologyYan TantanAbstract Based on the BIM technology, this paper combines the BIM technology and the CFD technology to analyze the actual HVAC design cases. By comparing different design solutions, that is, the qualitative change of the indoor equipment model, the number or size of the air outlets. Numerical distribution analysis and visualization of the distribution status of the airflow organization are used to obtain relatively superior design effects and provide practical basis and theoretical guidance for improving the indoor environment thermal comfort standards in the future.Keywords BIM technology;Airflow organization; Visualization of the distribution status; CFD technology; HV AC0 引言近年来，随着建筑施工企业的快速发展，BIM （Building Information Modeling 建筑信息模型）技术得到了全面的发展，极大的提高了建筑工程领域的集成化程度[1]。

基于CFD的飞机客舱热舒适性和污染物浓度分布的数值模拟林家泉;梁小贝【摘要】应用CFD方法建立了Boeing 737头等客舱内环境和飞机管道的三维模型,对客舱内流场进行仿真分析,模拟分析了在不同送风速度时的温度场、速度场、污染物NO2的浓度场.以客舱内的空气分布特性指标(Air Diffusion Performance Index,ADPI)作为热舒适评价依据,以客舱内NO2的浓度反映客舱的空气质量,采集所需要的数据,通过Gaussian拟合曲线法,作出ADPI、客舱内N02浓度与送风口速度的函数关系,再建立一个综合评价热舒适性和NO2浓度分布的目标函数,最后求出目标函数取最大值时候的送风速度,这个速度可以为实际桥载空调控制中送风速度的选取提供参考.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】5页(P59-63)【关键词】CFD;数值模拟;热舒适性;二氧化氮浓度;曲线拟合【作者】林家泉;梁小贝【作者单位】中国民航大学航空自动化学院,天津300300;中国民航大学航空自动化学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TH138引言民航事业发展迅速，至2020年，通用航空业务实现年均增长19%。

在国外从20年前开始，飞机停靠廊桥时使用的空调不是来自飞机自身，而是由廊桥提供的飞机地面空调(Pre-Conditioned Air,PCA) [1]。

桥载空调指悬挂于机场廊桥底部的空调，桥载空调消耗工业用电，机载空调消耗航空燃油，因此用桥载空调代替机载空调具有两个明显的优势：节约成本和减少污染物排放。

在推广的过程中遇到了客舱在使用桥载空调制冷时，如何获得良好的热舒适性问题。

另外由于近年来的大气污染，尤其是机场附近的环境受飞机排放物的影响，使得在考虑舒适性的时候不能仅仅考虑热舒适度，还要考虑污染物对舒适度的影响。

因此需要建立座舱内热舒适度指标和污染物的浓度与客舱送风速度之间的关系。