空调房间气流组织的数值模拟与分析

模型[1]m s，送风温如图，房间左下角有一个空调，送风和回风方向如图所示。

送风速度为1/度为25℃，壁面温度为30℃。

1．建立模型及网格划分①建立模型及网格划分的步骤在此处暂时省略，以后后机会再补上，这里直接读入网格文件hvac-room.msh。

②读入网格后应检查网格及网格尺寸，通过Mesh下的Check和Scale进行实现，这里不做详细描述。

2．求解模型的设定①启动FLUENT。

启动设置如图，这里着重说说Double Precision（双精度）复选框，对于大多数情况，单精度求解器已能很好的满足精度要求，且计算量小，这里我们选择单精度。

然而对于以下一些特定的问题，使用双精度求解器可能更有利。

[1] 李鹏飞,徐敏义,王飞飞.精通CFD工程仿真与案例实战：FLUENT GAMBIT ICEM CFD Tecplot[M]. 北京,人民邮电出版社,2011:312-317a.几何特征包含某些极端的尺度（如非常长且窄的管道），单精度求解器可能不能足够精确地表达各尺度方向的节点信息。

b.如果几何模型包含多个通过小直径管道相互连接的体，而某一个区域的压力特别大（因为用户只能设定一个总体的参考压力位置），此时，双精度求解器可能更能体现压差带来的流动。

c.对于某些高导热系数比或高宽纵比的网格，使用单精度求解器可能会遇到收敛性不佳或精确度不足不足的问题，此时，使用双精度求解器可能会有所帮助。

②求解器设置。

这里保持默认的求解参数，即基于压力的求解器定常求解。

如图：下面说一说Pressure-based和Density-based的区别：a.Pressure-Based Solver是Fluent的优势，它是基于压力法的求解器，使用的是压力修正算法，求解的控制方程是标量形式的，擅长求解不可压缩流动，对于可压流动也可以求解；Fluent 6.3以前的版本求解器，只有Segregated Solver和CoupledSolver，其实也Pressure-Based Solver的两种处理方法；b.Density-Based Solver是Fluent 6.3新发展出来的，它是基于密度法的求解器，求解的控制方程是矢量形式的，主要离散格式有Roe，AUSM+，该方法的初衷是让Fluent具有比较好的求解可压缩流动能力，但目前格式没有添加任何限制器，因此还不太完善；它只有Coupled的算法；对于低速问题，他们是使用Preconditioning方法来处理，使之也能够计算低速问题。

室内气流组织数值模拟与舒适度分析摘要：分别对采用百叶侧送侧回、喷口侧送侧回、散流器顶送下回、分层空调、置换通风方式的室内空调室内气流的速度场和温度场进行了数值模拟，并对其结果进行了实验验证。

根据ADPI指标对这几种送回风方式进行了热舒适性评价。

结果表明，分层空调和置换通风是室内中较好的气流组织方式。

关键词：室内；气流组织；速度场；温度场；数值模拟；热舒适引言传统空调系统的气流组织是以送风射流为基础的，通过反复迭代检查温度和速度。

最后，找到合理的回风方案和参数。

空调房间内的供气射流大多是多个非等温湍流射流，一般设计方法是基于单股等温紊流射流的规律，射流约束修正系数、射流重合度和非等温射流的修正系数。

介绍。

这种方法忽略了很多其他因素，如排风口的尺寸和位置、热源的性质和位置等，因此必然有一定的误差，在某些情况下甚至有很大的误差。

若简单地将这种方法用于空间空调系统的气流组织设计，是不合适的。

空间空调系统的气流设计没有成熟的理论和实验结论。

主要研究方法是将气流的数值分析与模型相结合。

由于气流的数值分析涉及到各种可能的内部扰动、边界条件和初始条件，所以可以完全反映房间内的气流分布，从而确定气流的最佳方案。

1室内空气流动的有限元数值模拟机械通风房间内的空气流动多属于非稳态湍流流动，直接模拟尚不现实。

在解决实际问题时，需要对物理模型进行一定的假设和简化处理。

笔者作了以下假设：1）室内空气为低速不可压缩气体，且符合 Boussinesq 假设；2）室内空气流动为准稳态湍流流动；3）忽略能量方程中粘性效应引起的能量耗散。

2各种送风方式下大空间室内气流组织数值模拟2.1研宄对象本文的研宄对象为有内热源、尺寸为12 mX &4 mX5.0 m（长X宽X高）的长方体建筑模型（如图1所示），风口设在外墙侧。

人员和设备由于不断放出热量，对室内气流分布特性有重要影响，将其视作内热源处理。

内热源模型为0.4 mX1.2 mX 1.3 m（长X宽X高）的长方体。

一、概述空调系统在现代建筑中扮演着重要的角色，确保室内空气质量和舒适度。

而空调房间气流组织的三维紊流计算则是评估空调系统效能和设计最佳气流分布的关键步骤。

本文将着重探讨空调房间气流组织的三维紊流计算的相关理论、方法和应用。

二、空调房间气流组织的相关理论1. 三维气流模型空调房间气流组织是一个复杂的三维问题，需要建立相应的三维气流模型。

这个模型需要考虑室内外气流的相互作用、温度差异、墙面和家具对气流的阻挡等因素。

2. 紊流模拟方法在三维气流模型中，紊流模拟是非常重要的一步。

常用的方法有LES （大涡模拟）和RANS（雷诺平均Navier-Stokes方程）。

选择合适的模拟方法对于准确地模拟室内气流非常关键。

三、空调房间气流组织的三维紊流计算方法1. 网格划分在进行三维紊流计算之前，首先需要对空间进行网格划分。

通常情况下，使用结构化或非结构化网格来划分室内空间，确保在整个计算空间内都有足够的网格密度。

2. 初始和边界条件设定确定好初始条件和边界条件对于三维紊流计算非常关键。

初始条件包括初始速度场和温度分布，边界条件包括入口和出口的气流速度、温度和湿度等参数。

3. 紊流模拟软件的选择目前市面上有很多用于三维紊流计算的软件，例如ANSYS Fluent、OpenFOAM等。

选择合适的软件对于三维紊流计算的准确性和效率都有很大的影响。

4. 寻找最佳气流分布三维紊流计算的最终目的是寻找最佳的气流分布，以确保室内空气的均匀性和舒适度。

通过对计算结果进行分析和比较，可以找到最佳的室内气流组织方案。

四、空调房间气流组织的三维紊流计算的应用1. 空调系统设计与优化通过三维紊流计算，可以对空调系统的设计和布局进行优化。

确保室内空气的流动均匀性和热舒适度，提高空调系统的效能和节能性能。

2. 室内空气质量评估室内空气质量对于人员的健康与舒适度有着重要的影响。

通过三维紊流计算，可以评估室内空气的CO2浓度和PM2.5等污染物的扩散情况，确保室内空气的新鲜度和清洁度。

智能建筑中变风量空调系统室内气流组织的数值模拟和实验研究的开题报告一、研究背景近年来，随着建筑业的迅速发展和人们对舒适度的要求越来越高，智能建筑系统得到了广泛应用。

其中，变风量空调系统是智能建筑中的一种重要设备，能够根据不同室内环境条件自动控制风量，实现室内空气温度的稳定、舒适和节能。

然而，变风量空调系统在使用过程中仍存在一些问题，其中室内气流组织是一个重要的研究方向。

室内气流组织直接影响到室内环境的舒适度和空气质量，因此，对室内气流组织进行数值模拟和实验研究，对优化空调系统的设计和运行具有重要意义。

二、研究目的和内容本研究的目的是通过数值模拟和实验研究，探究变风量空调系统中室内气流组织的特点和影响因素，为优化空调系统的设计和运行提供理论与实践依据。

具体研究内容包括：1. 变风量空调系统的工作原理和控制方法。

2. 基于CFD软件对室内气流组织进行数值模拟，并分析不同风速、温度和湿度等因素对室内气流组织的影响。

3. 建立实验模型，采用烟雾实验等方法对室内气流组织进行实验研究，验证数值模拟结果的准确性和可靠性。

4. 分析室内气流组织对室内环境舒适度和空气质量的影响，探讨优化空调系统的方法和方案。

三、研究意义1. 对变风量空调系统室内气流组织的研究，有助于提高空调系统的运行效率和能源利用率。

2. 通过优化空调系统的设计和运行，可以提高室内环境的舒适度和空气质量，对人们的健康和生活质量具有积极的影响。

3. 该研究为空调系统的改进和创新提供理论和实践基础，对智能建筑系统的优化具有重要意义。

四、研究方法和步骤本研究采用定量和定性相结合的方法，具体步骤如下：1. 文献综述：对变风量空调系统和室内气流组织的相关文献进行综述和研究，了解已有研究的方法、成果和不足。

2. CFD模拟：在建立数值模型的基础上，采用CFD软件对室内气流组织进行数值模拟，并分析不同影响因素对室内气流组织的影响。

3. 实验设计：根据数值模拟结果，设计室内气流组织的实验模型，采用烟雾实验等方法进行实验研究，验证数值模拟结果的准确性和可靠性。

低温送风空调系统气流组织的模拟分析随着工业的发展和进步，对温度控制及能源利用的要求不断提高，传统的空调系统的功能已无法满足现代人的需求。

在此背景下，低温送风空调系统出现了，它以低温度的形式将空气分布在房间内。

但是，为了达到最佳的室内空气分布效果，模拟分析低温送风空调系统的气流组织是不可避免的。

低温送风空调系统气流组织模拟是一项重要的工作，这需要空调计算机手动建立三维虚拟空间，并结合室内结构特征和低温送风空调系统的工作状况，模拟气流运动状况。

具体而言，首先，空调计算机建立室内三维虚拟空间，确定空间中的建筑物、家具及其他装饰品，捕捉室内空调系统的工作状态（如低温送风的温度和风速），然后手动调节参数，使虚拟空间有利于低温送风空调系统的气流运动。

接下来，空调计算机根据室内建筑物、家具和低温送风空调系统的工作状态，根据流体力学相关理论（如压力场、湍流流动等），将模拟出的数据运用到空调模拟软件中，进行详细的模拟分析，求出气流分布的流量，温度，压力和湍流质。

通过这些变量的模拟分析，可以准确地模拟出送风口处的气流成型，可以清楚地掌握空气在房间内的流动过程。

随后，研究者可以根据模拟结果，对低温送风空调系统进行调整，以达到最优的室内空气分布效果。

此外，通过模拟分析，还可以清楚地了解室内的湍流分布情况，方便后续的其他流动分析工作，如机械对流，迎风放热，热振荡，湿度控制等。

总之，模拟分析低温送风空调系统气流组织是保证室内空气分布效果的一个重要步骤，它不仅能够模拟出送风口处的气流成型，而且还能清楚地了解室内的湍流分布情况，从而更好地应用到空调系统的调整和优化中去。

一般来说，低温送风空调系统气流组织模拟分析基于以下三个步骤：一是根据室内结构特征构建三维虚拟空间；二是捕捉室内空调系统的工作状况，模拟气流运动状况；三是根据室内空调系统工作状况，进行气流分布结构的模拟分析，以达到室内空气最佳分布效果。

通过空调模拟软件，可以准确地预测和模拟影响室内最佳空气分布的变量，如温度、流量、压力分布……最后，空调计算机根据模拟结果，调整参数，从而实现最优化的空气分布，保证室内空气质量。

某报告厅变风量空调系统气流组织的数值模拟随着改革开放进程的日益发展，人们工作、办公水平有了极大的提高，各式各样的办公建筑应运而生，这其中便包含报告厅。

报告厅属于人员密集型建筑，使用时间上随机性也很大，若要求室内参数随时满足人员需求，其空调系统的运行调节便显得尤为重要。

一个空调系统良好的运行策略不仅能带来舒适的室内环境，还能节约大量的能源，对于国家节能减排任务也是一个有力的支持，因此作为建筑耗能大户的空调系统的运行节能自然被重视起来。

对于报告厅这种人员密集型建筑而言，由于其热、湿负荷很大且不均匀性很强，考虑到运行节能及调节方便，最好设计成全空气变风量空调系统（VAV）。

VAV空调系统能较好的适应负荷的变化，随时改变系统风量达到运行节能，但是如果VAV空调系统部分负荷下的气流组织效果不好就难以达到良好的室内空气品质，同时也达不到节能的目的。

为此本文以某报告厅的VAV空调系统为研究对象，运用计算流体力学软件Fluent对此此空调系统部分负荷下气流组织进行数值模拟，并找出部分负荷下优化的系统运行参数。

围绕此课题，本文展开以下工作：第一，对本文模型做简要介绍，并合理简化之后，进行空调系统冷、热负荷的计算。

依据送风温差确定系统冬夏两季的全负荷工况下送风量。

根据模型尺寸确定采用双侧侧送下回的送回风形式，并通过计算确定送回风口尺寸及送风速度，为后面的模拟提供理论依据。

第二，建立报告厅的数学模型，生成三维模型的空间计算网格，同时确定出边界条件。

通过设置求解器，经迭代计算收敛后得到冬夏两季全负荷工况下气流场的模拟结果。

对模拟结果进行分析，可以验证经理论计算得出的送风系统形式是否合理。

第三，对冬夏两季分别按80%、60%的空调负荷进行部分负荷工况下的数值模拟。

通过对两种变风量末端设备的分别模拟可知，不同形式的末端设备形成的室内流场差别很小。

由于本文模型采用双侧送风，所需送风射程较短，因此仅需要采用节流型的末端送风设备即可满足室内气流组织要求，同时还能节省空调系统造价。