airpak气流组织模拟教程教程

实验一 室内气流组织模拟实验一、实验目的通过室内气流组织模拟实验，掌握常用风口、常见室内送回风口布置对室内气流分布、工作区温度速度均匀性的影响；掌握室内工作区温度和速度的测量方法、气流演示实验方法。

二、实验原理室内气流组织的优劣直接影响室内热环境的舒适性和空调设计的实现，同时也直接影响空调系统的能耗量。

通常室内工作区由余热而形成的负荷只占全室总负荷的一部分。

另一部分产生于工作区之上。

良好而经济的气流组织形式，应在保证工作区满足空调参数要求的前提下，使空调送风有效地排出工作区的余热，而不使工作区以外的余热带入工作区，从而达到不增加送风量且提高排风温度的效果，直接排除这部分热量，以提高空调系统的经济性。

为此引入评价室内气流组织经济性指标——能量利用系数η：on op t t t t --=η 式中，t n 、t o 、t p 分别为室内工作区空气平均温度、送风温度及排（回）风温度。

通过实测获得能量利用系数η，以评价室内气流组织的经济性。

三、实验方法1．气流组织测量方法 (1).烟雾法将棉球蘸上发烟剂（如四氯化钦、四氯化锡等）放在送风口处，烟雾随气流在室内流动。

仔细观察烟雾的流动方向和范围，在记录图上描绘出射流边界线、回漩涡流区和回流区的轮廓，或者采用摄影法直接记录气流形态。

由于从风口射出的烟雾不大而且扩散较快，不易看清楚流动情况，可将蘸上发烟剂的棉花球绑在测杆上，放到需要测定的部位，以观察气流流型。

这种方法比较快，但准确性差，只在粗测时采用。

(2).逐点描绘法将很细的合成纤维丝线或点燃的香绑在测杆上，放在测定断面各测点位置上，观察丝线或烟的流动方向，并在记录图上逐点描绘出气流流型，或者采用摄影法直接记录气流形态。

这种测试方法比较接近于实际情况。

应注意上述用于记录气流形态的摄影法对拍摄焦距、烟雾与背景的对比度等要求较高。

2．能量利用系数测量方法分别在室内工作区、送回风口处布置温度测点，温度测量仪器采用热电偶测量，工作区温度应采用多点布置取其平均值，计算求得能量利用系数。

总766期第三十二期2021年11月河南科技Henan Science and Technology酒店大空间场所气流组织模拟分析郑宗达（厦门合立道工程设计集团股份有限公司，福建厦门361000）摘要：为研究不同形式的风口对酒店高大空间空调气流组织的影响，本文以福建省厦门市某酒店多功能厅为模型，利用气流组织模拟方法对其夏季室内工况分别采用球形喷口和双层百叶风口进行模拟，得到室内速度场、温度场、预计平均热感觉指数、预计不满意者的百分数。

结果表明：采用球形喷口时，2m以下人员活动区域水平温度、速度分布均较为均匀。

基于预计平均热感指数、预计不满意者的百分数的热环境数值预测和评价，可得出球形喷口的热舒适性与百叶风口相当。

关键词：多功能厅；百叶风口；球形喷口；气流组织中图分类号：TU831文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）32-0091-04Simulation and Analysis of Air Distribution in Large Space of Hotel byZHENG Zongda（Xiamen Helidao Engineering Design Group Co.,Ltd.,Xiamen Fujian361000）Abstract:In order to study the influence of different forms of tuyeres on the air distribution of air conditioning in large spaces of hotels,taking a multi-functional hall of a hotel in Xiamen as a model,this paper uses the air distribu⁃tion simulation method to simulate its indoor working conditions in summer by using spherical nozzle and double-lay⁃er louver tuyere respectively,and obtains the indoor velocity field,temperature field,expected average thermal sensa⁃tion index and the percentage of dissatisfied people.The results show that when the spherical nozzle is used,the hor⁃izontal temperature and velocity distribution in the personnel activity area below2m are more uniform.Based on the numerical prediction and evaluation of thermal environment based on PMV,PPD,it can be concluded that the thermal comfort of spherical nozzle is equivalent to that of louver vent.There is little difference in air age between the two.The spherical nozzle is adopted,and the air quality in the banquet hall is relatively good.Keywords:multi-function hall；louver vent；spherical vent；air distribution影响空调区域内温度、气流速度分布的因素包括：空调送风口形式和位置、送风射流的参数（送风量、出口风速、送风温度）、回风口的位置、房间几何形状、热源在室内的位置，其中送风口形式和位置以及送风射流的参数是主要影响因素［1］。

AIRPAK案例--25K型空调硬卧客车室内气流组织的数值模拟摘要：本文介绍了Airpak软件的特点及其在通风系统设计中的重要作用，并以25K型硬卧空调客车车厢内气流组织为研究对象，建立物理模型，在Airpak软件的基础上，采用k-ε两方程紊流模型建立数学模型，对其进行数值模拟。

根据计算结果，初步分析了影响温度场和速度场的因素，为列车空调系统的设计开发提供了参考依据。

关键词：空调客车气流组织数值模拟近几年来，随着我国铁路空调客车应用的迅速发展，人们逐渐的认识到空调客车室内气流组织是影响旅客热舒适性的主要因素。

气流组织的研究内容包括速度场、温度场、浓度场及相对湿度的分布等。

传统的铁路空调客车室内气流组织设计是将送风气流看成射流，通过求解射流的经验公式来确定车厢内各个断面的温度和速度分布，并采用调整送风口位置、尺寸、送风风速等方法改变温度分布和速度分布使其满足设计要求。

而射流的经验公式无法考虑到具体车厢内的形状及座椅、茶几、行李架等的影响，也不能考虑排风气流对射流造成的影响。

[1~3]所以采用经验公式获得的数据结果是比较粗糙的，传统的气流组织设计不能准确预测室内的气流组织分布特征。

计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics 简称CFD）的发展和应用，在一定程度上解决了空调系统设计中单凭经验和感觉进行设计而造成的不足。

本文以25K型硬卧空调客车为研究对象，采用k-ε两方程紊流模型，并结合CFD软件之一—Airpak软件对其进行数值模拟和分析。

1 Airpak软件的主要特点CFD是运用流体动力学的基本原理进行“三传”（传热、传质、动量传递）及燃烧、多项流和化学反应研究的重要技术，广泛应用于热能动力、航空航天、机械、土木水利、环境和化工等诸多领域，其中暖通空调领域是CFD应用的主要领域之一。

用CFD技术对一定空间中的气流组织进行模拟，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，可以对空调区域内空气流动形成的温度场、速度场和浓度场等进行模拟，直观的显示其设计结果，并根据设计结果对其可行性和合理性进行分析研究，不断优化设计方案，寻找有规律性的知识，更好的指导工程设计。

Airpak气流组织模拟教程编制人：张占莲2015-9-15案例：以广州某办公室房间为例，房间尺寸6m×8m×4.5m，室内通风采用同侧侧送风，上送下回送风方式，送风量1800m³/h，送风温度18℃，广州夏季室外干球温度34.2℃。

室内各物体尺寸、数量及边界条件设置如下表1所示：表1 边界条件设置名称尺寸数量边界条件送风口0.5m×0.2m2个速度入口，2.5m/s 人0.4m×0.35m×1.73m2人热源，75W灯 1.2m×0.2m×0.15m3个热源，40W电脑0.4m×0.4m×0.4m2台热源，173W回风口0.5m×0.2m2个自由出口桌子 1.5m×4m×1.05m1个——北外墙————定壁温，34.2℃1.建模1）打开软件，新建工程。

注：保存路径及工程名称中不要出现中文，中文无法识别。

2）调整房间模型尺寸：Model Room Edit可更改odject名称调整尺寸大小、坐标位置：Geometry可根据个人习惯通过输入起点/终点或起点/长度来确定坐标位置。

3）建立灯、人体、电脑等模型：Creat b locka.创建灯具模型修改block名称：lamp输入坐标尺寸定位a .创建灯具模型：在properties 中修改属性，定义热源。

将灯简化为长方体的固体block定义热源40W利用copy object 可复制灯具模型。

复制数量偏移量b.创建简易桌子模型（可无）采用固体block 创建桌子模型，因桌子并非热源散发源，桌子模型可有可无。

（这里仅作为障碍物）c.创建电脑模型步骤：◆简化为固体的block；◆修改名称为com.1；◆输入坐标定位；◆定义热源属性：173W；◆Copy object命令，设置偏移量。

d.创建人体模型步骤：◆可直接使用自带人体模型，也可将人体简化为长方体的固体block；◆修改名称为person.1；◆修改尺寸，人体为坐姿；◆定义热源属性：75W；◆Copy object命令，设置偏移量。

Airpak软件中文学习案例（含软件详细操作步骤）建筑边庭对室内环境的影响-CFD模拟分析目录01篇建模问题 (3)1.1模拟概况 (3)1.2简化模型 (5)1.3用airpak建模 (5)1.4airpak建模步骤 (6)02篇网格生成篇 (9)2.1网格生成详细步骤 (9)2.2网格检查 (11)03篇条件设置 (12)3.1边界条件设置 (12)3.2初始参数设置 (15)3.3残差和计算参数设置 (16)04篇模拟后处理 (17)05篇边庭模拟小结 (21)01篇建模问题1.1模拟概况本工程是某地区一栋坐北朝南的办公楼，东侧是贯穿一层的边庭，主要功能为通风采光，南侧是一个内部走廊。

办公楼一共2层，上下层都为办公室、会议厅，建筑面积大约3000平方米。

室内布置主要为桌椅、空调等（实际模型详见下方图纸）。

本工程主要通过CFD模拟软件Airpak对建筑边庭进行研究，分析边庭（中庭）对建筑室内的通风效果通过温度、湿度、风速、空气龄、PMV-PPD等指标参数，评价室内通风效果。

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首次发布在百度文库模拟工况为：(1)冬季无空调时，边庭对室内通风、热舒适度的影响。

(2)冬季有空调时，边庭对室内通风、热舒适度的影响。

1.2简化模型拿到二维图纸或三维图纸后，建模的思路是先熟悉图纸，二维和三维图纸都看一遍，了解图纸中的建筑和物体的布局，其次结合CFD 模拟工况的要求，对建筑模型进行必要的简化，最后依据图纸信息进行建模。

例如本工程，是一个办公楼，要做如上2个工况的模拟，拿到图纸后熟悉每个房间的布局，里面有桌椅、人体、玻璃幕墙等。

对里面的人体进行舍弃，边庭处的沙土、植物对气流影响不大的也进行舍弃，最后得到一个模拟的大致布局。

脑中有了这些模型后，可以自己画一下，也可以建模的时候一遍勾勒，一遍看图。

1.3用airpak建模开始建模时，要了解各个模型的尺寸信息，长x宽x高，应该使用airpak里的那个模块比较合适。

北京某数据中心空调气流组织节能分析摘要近年来，随着新基建、物联网技术、工业互联网的快速发展，数据中心领域的计算能力、存储规模等大幅度提高，使得数据中心市场规模快速扩大。

数据中心是一个高能耗行业，不仅其IT设备耗电较高，制冷设备的耗电量也非常大。

本文主要是对北京某数据中心机房内温湿度、空调耗电量测试。

采用Airpak软件对本数据中心气流组织进行CFD模拟。

关键词：新基建，数据中心，气流组织、能源使用效率1.引言随着人工智能、5G、物联网技术快速发展，数据中心制冷系统也在随之更新换代，中大型数据中心采用水冷式制冷系统成为主流。

本文以北京市某数据中心为例[1]，对弥漫式送风方式和封闭冷通道进行能耗测试。

使用Airpak软件对数据中心机房内弥漫式气流组织、封闭冷通道、封闭热通道进行建模分析，导出速度、温度云图。

2.机房测试2.1项目概况本项目制冷系统冷冻侧冷冻供回水温度为14/20 ℃，夏天冷却供回水温度为32/37 ℃。

数据中心制冷设备共配置4套1000 RT（3517 kW）制冷单元，3用1备。

机房内有2155个标准机柜，每个机柜4.4 kW的额定功率。

2.2数据中心机房测试本次以数据中心302机房为测试对象，此模块机房面积465.65 ㎡，240个4.4 kW机柜，两侧有两个空调间，空调间配置5台水冷精密空调，四用一备，每台精密空调制冷量152 kW，额定功率为8.4 kW，风量为39400 m³/h。

测试依据本次机房测试依据包括《数据中心基础设施施工及验收规范》GB50462-2015等规范，按照机房内相关测试方法进行测试机房内环境[2]，在测试不同冷通道送风温度下的耗电量。

3.Airpak软件仿真模拟AIRPAK软件进行数值模拟，机房内具体尺寸、主要参数见下表3-1。

导出数据中心三种气流组织云图，并进行简要分析。

表3-1 机房内的具体设置参数表名称数量/个尺寸/m模型类型主要参数图形机柜2402.2×1.2×0.6creatblocks4.4kW机柜进出风口2402.2×0.6creatopenings/精密空调12.55×0.95×1.97creatblocks152kW精密空调风机尺寸22.55×0.95creatfans13.1 kg/s送风地板2400.6×0.6creatresistances/3.1弥漫式送风方式CFD模拟机房不同切面下速度分析，机房风速的速度范围在2 m/s到4 m/s之间。

Airpak3.0帮助文件办公室通风简介：这篇教程演示了如何使用Airpak在计算机上创建有两个人工作的办公室模型。

教程中你将会了解到：1.打开一个新的任务2.计算机模拟相对湿度分布的设置3.创建blocks，openings，vents，partitions和walls4.创建辐射影响的模型5.改变计算机计算的迭代次数（即为模型的细腻光滑程度，迭代次数越高模型效果越佳）6.初步计算出一个结果7.检查模型表面的轮廓和物体表面的迭量，以及横断面图8.跟踪空气入口粒子流轨迹9.通过仿真计算检查房间里舒适度的预测平均值（PMV-同一环境下绝大多数人的热感觉）和预测不满百分比（PDD-同环境下人群对热环境不满的百分比）先决条件：本教程假设你对Airpak软件没有太多经验，但是相对较熟悉软件界面，若不是请检阅第一张用户指南。

问题描述：该待仿真办公室共分为两大部分，每一部分包含一个坐在电脑前办公的人。

如图1.1 。

同时该办公室还有六个荧光灯、暖气、新风入口、回风口、窗户等。

通过对办公室表面温度和空气流速的剖面仿真，我们可以直观了解办公室整体的舒适度。

图1.1：通风问题所研究的办公室的几何参数步骤1：打开并定义一个新的工作1.启动Airpak，当软件打开后会主动弹出NEW/EXISTING选项卡。

2.单击NEW选项，软件会开始一个新的任务，同时NEW project选项卡将会打开。

(a)你可以为你的任务起一个名称，并将其填写在Project旁边的窗口中。

你可以为此案例命名OFFICE。

(b)点击Create创建。

Airpak会默认创建一个尺寸为10*3*10的房间，并放置在图形窗口内。

你可以使用鼠标左键围绕一个中心点旋转物体，还可以用鼠标中键将它移动到任意一点，鼠标右键则可以放大缩小视窗选择进入或者退出房间。

如果想把房间调整到默认位置，点击界面上方的选项Orient在弹出的菜单中点击Home position。

Airpa‎k 2.0 使用指南办公室通风‎∙简介∙前言∙问题描述∙第一步：打开并定义‎一个新任务‎∙第二步：创建模型∙第三步：加入辐射和‎模型∙第四步：计算网格∙第五步：检查风状况‎∙第五步：将模型保存‎到任务文件‎中∙第六步：计算一个解‎决方案∙第七步：检查结果∙汇总∙参考文献简介这篇教程演‎示了如何使‎用Airp‎a k在计算‎机上创建有‎两个人工作‎的办公室的‎模型教程中你将‎学会：∙打开一个新‎任务∙包括计算机‎模拟相对湿‎度影响的分‎布∙创建blo‎cks, openi‎n gs, vents‎, parti‎t ions‎,和 walls‎∙创建辐射影‎响的模型∙改变计算机‎计算的迭代‎次数∙计算一个结‎果∙检查模型表‎面轮廓和物‎体表面的矢‎量，以及横断面‎图∙空气入口的‎粒子流轨迹‎通过计算机‎计算检查房间里的舒‎适度的预测‎平均值(PMV)和不满百分‎比（PPD）必装条件这个教程假‎设你对ai‎r pak没‎有经验，但是你很熟‎悉接口，如果您不是‎，请检查第一‎张的用户指‎南问题描述这个办公室‎分为两个部‎分,每部分包含‎一个人，坐在电脑前‎工作,如图 1.1。

这个办公室‎还包括六个‎荧光灯、暖气片、空气入口、回风口,窗户。

表面温度和‎空气流速剖‎面,目的是为了‎确定整个舒‎适的房间。

Table‎1.1:几何参数,导热性，窗户和扩散‎器的流动边‎界条件尺寸温度速度13.5 C 0.85 m/s进气口扩散‎0.2 m 0.3 m30.9 C ---窗户3.65 m 1.16 mTable‎1.2:热源的尺寸‎和性能热源Size Power‎1500 W墙挂式取暖‎1.2 m 0.1 m 0.2 m75 W人0.4 m 0.35 m 1.1 m108 WCompu‎t er 10.4 m 0.4 m 0.4 mCompu‎t er 2173 W0.4 m 0.4 m 0.4 m34 W灯0.2 m 1.2 m 0.15 mFigur‎e 1.1:通风问题所‎研究的办公‎室的几何参‎数Step 1: Open and Defin‎e a New Job1.启动air‎p ak,如简介1.5中说明的‎那样，打开任务面‎板将自动开‎启2.为你的任务‎取一个名字‎(a)In the Selec‎t the job to open text box, type /offic‎e at the end of the path.在选择任务‎打开文字框‎内，输入/offic‎e在路径的‎最后(b)Click‎Accep‎t. 点击接受Airpa‎k will creat‎e a defau‎l t room with the dimen‎s ions‎10 m 3 m 10 m, anddispl‎a y the room in the graph‎i cs windo‎w.Airpa‎k将创建一‎个默认的尺‎寸为10x‎3x10的‎房间，并放置在图‎形窗口内。