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。

高大空间建筑空调气流CFD模拟研究
董玉平;由世俊;汪洪军;张子平;任晓芬
【期刊名称】《河北工程大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2003(020)003
【摘要】高大空间建筑空调系统设计复杂,初投资昂贵,在设计时有必要对其设计方案、气流组织、舒适性等加以模拟预测.本文就天津国际展览中心扩建工程B展厅现状空调方案用Fluent公司推出的专业软件Airpak2.1对其空调系统的热舒适性与气流组织进行模拟研究.该研究为高大空间建筑空调系统优化设计、模拟气流组织和热舒适性等提供了方法及理论依据.
【总页数】5页(P23-27)
【作者】董玉平;由世俊;汪洪军;张子平;任晓芬
【作者单位】天津大学,环境学院,天津,300072;天津大学,环境学院,天津,300072;天津大学,环境学院,天津,300072;河北建筑科技学院,河北,邯郸,056038;河北建筑科技学院,河北,邯郸,056038
【正文语种】中文
【中图分类】TU831
【相关文献】
1.分层空调气流组织的CFD模拟研究 [J], 江海斌;宋新南;张国芳;陈海林
2.北京汽车博物馆空调气流组织的CFD模拟研究 [J], 曾源;韩兆强;胡宁
3.体育馆空调气流组织的CFD模拟研究 [J], 张欢;杨尚一;由世俊;周国民
4.深埋地下维护结构空调房间气流组织CFD模拟研究 [J], 蔡亮亮;杨军;吴兴平;欧阳钰山;罗春成
5.高大空间建筑分层空调CFD模拟研究 [J], 董玉平;由世俊;叶天震;王海霞
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参考文献
【１］ 谢 晶，汤毅 ，王金锋 ，等．三维流体力学预测风机不同布置形式 对冷库气流的影响［Ｊ］．食品工业科技 ，２０１１，３２（１１）：３４９—３５２．
［２】 张海 舟，候赞 ，陈伟 能．体育训 练馆高大空间气流组织 ＣＦＤ模 拟研究 ［Ｊ］．制冷空调与 电力机械，２００９，３０（２）：３０．３４．
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的影 响【Ｊ］．农业机械学报，２００８，３９（７）：４７—５０．
建 筑 热 能 通 风 空 调
温度 以确定性 的方 向增高 ，从 图 ８、图 ９的温度 变化 图 中可 以发现这 两点 的温升缓慢 不足 以引起 自燃 ，为未 覆盖 部分 自燃 现象较 弱的两个 位置 ；而未 覆盖 部分 的 ２ＳＥ、２ＳＷ 两位置 的方差 都出现反 常变化 （出现峰值 ）， 相对 应 的这两 位置 的温升也相 对明显 ，其 中监测 位置 ２ＳＥ的方差反 常程度最 大 ，这 一位置 的温度 也是几个 位置 中温度最 高 的 ，为未覆盖 部分最易 自然发火 的位 置 。
性
４ 结 语
１）通过一 维非稳 态导热数 学模型 ，观察到表 面温 度波动沿深度方 向的衰减及 方差 的衰减过程 。通过含 内热 源的一维非 稳态导 热数学模 型 ，观察 到温度 方差 变化 随深 度 的衰减 以及 方差 变 化与 内热 源强 弱 的关 系 ，随 内热源 的增加 方差 的反常变化越为 明显 。
２）通过 对 煤堆 深度 方 向温度 方 差 的变化 规律 的 分析 结果表 明 ，方差 变化 与温 度变 化 、自燃 程 度存 在
内在联 系 ，如果煤堆 内部 没有 自热产生 ，则煤堆 内部 的 温度应受环境温度变 化控 制 ，因此从 表面向下 ，其温度 变化 的方差应该 逐渐递 减 。如果煤堆 有 自热产生 ，必 然会使 方差偏离 递减 的趋势 ，方差 的偏离程 度对 应着 煤堆 自燃 的程度 。

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。

高大空间工业厂房空调气流组织CFD分析
郑中平
【期刊名称】《洁净与空调技术》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】采用CFD方法,对高大空间工业厂房空调系统采用两种不同的气流组织(复合型置换通风、喷口送风)进行计算,并分析两种气流组织的速度场和温度场的分布特性,应用PPD、PMV及空气龄等评价其舒适性和可行性,最后得出结论:置换通风能够为高大空间工业厂房提供一个较好的热舒适性环境,并能提高车间内空气品质.
【总页数】6页(P33-38)
【作者】郑中平
【作者单位】凯天环保科技股份有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.某高大空间海洋乐园的通风空调的CFD分析 [J], 李沁; 陈晓春
2.高大空间建筑空调气流组织模拟分析 [J], 刘海燕; 周前; 宋艳苹; 靳俊杰; 赵鹤源
3.高大空间空调气流组织优化研究与应用 [J], 王永全
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5.某高大空间开放式办公区空调气流组织模拟分析 [J], 龚思越
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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。

高大空间展览温室自然通风CFD模型构建彭淑英; 缪智昕【期刊名称】《《制冷与空调（四川）》》【年(卷),期】2019(033)005【总页数】8页(P542-549)【关键词】展览温室; 自然通风; 数值模拟; 多孔介质【作者】彭淑英; 缪智昕【作者单位】上海勘测设计研究院有限公司上海 200434【正文语种】中文【中图分类】TU831CFD是解析建筑环境工学中的各种问题和环境设计的强有力的工具[1]。

近几年CFD技术在设施园艺领域的应用主要集中在温室微气候模拟方面。

它以流体质量、动量和能量三大守恒方程为数值计算的理论依据，结合流体湍流模型对温室内气流模式和温湿度、浓度等因子的空间分布进行二维或三维模拟和预测，并将结果可视化；可以灵活地设定模拟因素的可变及不变；对一些可变因素，如外界气候条件，温室类型及尺寸等，可以任意进行变换。

其它的研究方法需要完美的试验设计，精密的仪器及准确的测量才能得到可信的结果，CFD方法则能节省时间、劳动力及花费[2]。

自然通风是利用温室内外温差与风力作用造成室内外空气压差，而进行室内外空气交换以排除室内余热余湿以及提供植物生长所需的二氧化碳的技术措施。

这种通风方式基本上不消耗或很少消耗动力能源。

尽管利用自然通风改善建筑热湿环境多年来得到了广泛应用，但如何通过合理设计进出风口的位置、面积来改善高大空间热湿环境等方面仍存在许多问题有待于进一步研究，而CFD方法是解决这一问题的有效方法，利用CFD方法可以预测高大空间的温湿度场从而进一步优化改善其热湿环境。

本文拟采用CFD方法数值模拟某高大空间展览温室自然通风的温湿度场，并采集了现场测试数据对仿真结果进行了验证。

该展览温室为江苏省连云港蔷薇湖生态保护区展览温室，位于东经118.24°，北纬33.59°。

温室有3个圆形组成，总面积为5225.6m2。

温室左侧圆顶地面半径为30m，高22m；中间圆顶地面半径为20m，高16m；右侧圆顶地面半径为22m，高19m；中间圆顶地面圆心与左侧圆顶地面圆心相距37.992m，两圆心连线与正南方向夹角为25.18°，右侧圆顶地面圆心与中间圆顶地面圆心相距34.61m，与正南方向夹角为87.97°。

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。

5ε 5 xi
]
+
ε
C1ε k (
Gk
+ C3εGb) - C2ερεk2
(9)
μt
=ρCμ
k2
ε
式中 Gk ———平均速度梯度产生的湍流动能
Gk =
-
ρu′i u′j 55
uj ui
Gb ———浮力产生的湍流动能
Gb
=βgi
μt
Prt
5 5
T xi
β———热膨胀系数
β=
-
1 ρ
(
55ρT)
p
展厅是高大空间 ,近似非等温自由射流 ,射流 与周围介质密度不同 ,浮力和重力不平衡 ,射流发 生变形 ,其判据阿基米德数 Ar[3] :
Ar =
gd0 ( T0 u20 Ta
Tn)
(2)
式中 d0 ———喷口直径 ,m
T0 ———射流出口温度 , K
Tn ———周围空气温度 , K
u0 ———喷口出流的平均速度 ,m/ s
60 FLUID MACHINERY Vol132 ,No15 ,2004
文章编号 : 1005 —0329 (2004) 05 —0060 —05
高大空间建筑分层空调 CFD 模拟研究
董玉平 ,由世俊 ,叶天震 ,王海霞
(天津大学 ,天津 300072)
由于篇幅有限 , 本文仅对国际展览中心高大 空间建筑分层空调改进方案夏季模拟方法进行了 探讨和研究 ,冬季模拟研究见另文 。
2 研究对象概况
分层空调是指仅对下部区域进行空调 , 而对 上部区域不空调的空调方式 。与全室空调相比 , 夏季可节省冷量 30 %左右 。分层空调适于高大 建筑 ,当高大建筑物高度 H ≥10m , 建筑物体积 V

图7断面纵向温度分布
图7显示了断面沿纵向的温度场分布，可以看出，西外墙和东外墙的冷负荷会对室内温度场产生影响，西外墙的影响要大于东外墙，纵向温度沿空调送风口至外墙区域逐渐升高。
6、结论
根据以上模拟分析可知：大堂内温度可满足设计要求，人员活动区域（1.5米标高处）温度维持在22-24℃之间。电梯厅温度较低，维持在20-21℃之间，但该区域在上下班高峰期的人员密度较大，其相应的冷负荷也较高。
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
分人员活动区域的温度位于22-24℃之间，满足室内人员热舒适需求。
6 7m处温度场
图6显示了该房间7.0m处的温度场分布，从图中可以看出，该平面的温度分布规律基本上和5.0m处的温度分布一致。
5.2纵向温度分布
为了解该房间温度沿纵向的温度分布情况，本模拟设置了一个纵切面来观察其纵向温度分布，其位置位于大堂入口5m处。模拟结果：
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。

厂房 分 层空 调气 流组 织进 行 了数值模 拟 ， 到 了分 得 层 空调 的温度 场 ，速 度场 ，为分 层空调 系 统 的节 能
计 ，在室 内工作 的人 们有 ８％的时 间处 于室 内【， ０ Ｊ Ｊ 随着 “ 态建 筑综 合 症 ”的 日益 凸现 ， 内空气 品 病 室
质 （ｎ ｏ ｒ ｒ ｕ ｌｙ ＡＱ）越 来越 受 到人 们 的重 Ｉｄ ｏ Ａｉ ａ ｔ，Ｉ Ｑ ｉ 视 。然 而要 改善 室 内空气 品质 ，良好 的室 内气流 组 织必 不可 少 。 回风方 式及 送 回风 风速 又是 影 响气 送
置 换通 风 方 式 的大 空 间 建筑 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 。 文献 ［】 出 了一种 以上送 下 回及下送 上 回 ３提 互换 来满 足大 空 间空 调所 需 的特 点 的送 回风方 式 ， 这种 送 回风 方 式 特 别 适合 冬 季 和 夏 季 的季 节 交 换 的特 点 。 文献 ［】 ４利用 计算 流体 力 学方法 对一 个高 大
第２ ５卷 增 刊 ２１年 １ ０１ ０月
制 冷 与 空 调
Ｒｅ ｒ ｅ ａ ｉ ｎａ ｄＡｉ Ｃｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｆｉ ｒ ｔ ｎ ｒ ｎ ｉ ｏ ｉｇ ｇ ｏ ｉ
Ｖｏ１ ｕｐ． ． Ｓ ２５
０ｃ ． ０ｌ ．０ ～ ０ ５ ｔ ２ １０ １ ０
文章编号：１７ ．６２ （ ０ １ ６ １６ １ ２ １ ）增刊．０ ．５ ０ １０
［ ｓ ａ ｔ Ｉ ｒｅ ｎ ｌｓ ｉｏｇｎｚｔ ｎｏ ｒｅｓａｅ ｕｌｉｇ ｓｔ Ｄ ｐ ｙ ｉ ｌ ｄ ｌ ｔ ｒｔ ｆ ． ｈｇ Ａｂｔ ｃ］ ｎｏｄｒｏａ ａ ｉａｒ ｒａ ｉ ｉ ｆａ ｃ ｉ ｎ ， ｅ ｕ ａ２ ｈ ｓ ａ ｍｏ ｅ ｗｉ ａ ａｉ ｏ ２ ｉｈ ｏ ｒ ｔ ｙｓ ａｏ ｌｇ ｐ ｂ ｄ ｐ ｃ ｈ ｏ １（ ｔ ｗｉ ｈ， ｎ ｓｄ Ｃ Ｄ （ｏ ｕａ ｏ ａ ｆ ｉ ｙ ａ ｃ）ｓｆ ａｅ ｓ ｌｔ ｔｅｂ ｉ ｉｇａｒｏ ｒａ ｉ ｔ ｎ Ｂ ｈ ｎ ｉｇ ｔｅ ｄ ） ａ ｄ ｕｅ Ｆ ｃｍｐ ｔｔ ｎ ｌｌ ｄ ｄ ｎ ｍｉｓ ｏｔ ｒ ｉ ａ ｈ ｕｌ ｎ ｉ ｗ ｏｇｎｚ ｉ ． ｙ ｃａｇｎ ｈ ｔ ｉ ｕ ｗ ｍｕ ｅ ｄ ｌ ｆ ａｏ

运用CFD技术进行建筑通风空调设计的探索【摘要】针对高大空间空调气流组织设计的问题,目前,暖通界的主要研究手段是用CFD技术进行气流数值分析与模型实验相结合。

由于气流数值分析能够考虑室内的各种可能的内扰、边界条件和初始条件,因而它能全面地反映室内的气流分布情况,从而便于发现最优的气流组织方案;模拟实验则主要用来对重要的数据进行验证,或者进行必要的修正。

本文就运用CFD技术进行建筑通风空调的设计进行了探索,以期和同仁共探讨。

【关键词】CFD技术;通风空调;通风设计;建筑通风1引言随着现代社会科学技术的不断进步,当前建筑内的通风空调设计科技含量不断提高,运用用CFD技术改进室内通风、空调设计已成为现代建筑领域一个必然趋势。

创造健康、舒适的室内热环境,国内外相关专业人员(包括环境科学和暖通空调等领域人员)已在这方面进行了大量研究,CFD(ComputationFluidDynamics)计算流体动力学,简单地说,就是利用计算机求解流体流动的各种守恒控制偏微分方程组的技术。

即在工程设计中,首先建立数值模型,然后从计算实验中获得数据的技术。

它涉及流体力学,尤其是湍流力学、计算方法以及计算机图形处理等多种学科。

这种技术允许工程师去研究不同物理条件(有些是在实验室条件下不能获得或是难以获得的)下的不同模型配置,只需花费很少的时间就能获得结果,可极大的缩短研究时间,降低研究成本。

日本是另一个使用CFD技术较成功的国家。

数值模拟技术在日本建筑环境工程领域的应用始于20世纪70年代初,最早主要用于建筑热负荷计算法的开发,以后逐渐应用到动态热负荷数值模拟,此后开发了气流数值解析的CFD,并进入实用阶段。

日本的一些较大型的建筑承包公司、空调设备施工公司、设计单位和厂家都不同程度的使用CFD技术,包括产品制造、产品性能的检验、空调系统的设计等。

2.运用CFD技术进行通风空调的设计目前,我国暖通行业的CFD研究正逐渐起步,许多暖通领域的专家对CFD的应用研究开展了大量工作,涉及空调、通风设计的主要有以下几个方面:2.1.高大空间空调气流组织问题大空间建筑指的是顶棚高、容积大的建筑,如体育馆、博物馆、科技馆、剧院等,这类建筑的空调系统控制的环境范围大,气流复杂,人员变化大,容易出现温度分层、上下温度梯度大的现象。

大空间建筑气流组织模拟及优化分析宣湟;丁剑红;曹毅然【摘要】以上海市某新建大空间项目为例,结合CFD模拟技术,对室内看台区的制冷系统气流设计进行方案比选和优化分析.项目最终选定的"座椅送风+局部上送风"的气流组织设计方案有效解决了常规空调模式送风效率低、温度控制能力弱的问题,也优化了普通座椅送风方式下,局部走道和连廊区域热舒适性差的弊端.本研究内容对于利用CFD模拟技术对大空间公共建筑及居住建筑的气流组织进行优化设计方面具有显著的应用意义.【期刊名称】《住宅科技》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】4页(P39-42)【关键词】大空间建筑;CFD;气流组织;节能【作者】宣湟;丁剑红;曹毅然【作者单位】上海交通大学;伊尔姆环境资源管理咨询(上海)有限公司;上海众材工程检测有限公司第一事业部【正文语种】中文建筑节能是国家实现节能减排总体目标的重要组成部分。

大空间建筑制冷能耗巨大，特别是其中的风机能耗，节能潜力很大，是建筑节能领域研究的重点之一。

大空间建筑的气流组织设计一直是制冷系统设计的重点，也是难点，传统的空调设计方法在该类型建筑中受到挑战。

以计算流体力学（CFD）模拟为代表的新技术手段正越来越多地应用到制冷系统气流组织设计中去，通过准确的建模和模拟计算，较高精度地定量分析不同设计方案的预期实施效果，从而进行方案比选和优化，不仅确保了设计方案的有效性，还提高了设计工作效率。

在以剧场为代表的大空间公共建筑中，CFD模拟技术的作用尤为突出，对于解决大空间公共建筑典型的上热下冷温度分层问题和提高制冷系统整体运行效率，发挥了重要作用。

本文将以上海市某新建大空间项目为例，结合CFD模拟技术，对室内看台区的制冷系统气流进行方案比选和优化，并最终得到了一套有效的解决方案。

1.1 项目概况上海市某新建大空间项目，总用地面积约5.6hm2，总建筑面积约15万m2。

项目的核心部分是一座可容纳1 500人的高级室内剧场。

大空间室内气流组织的数值模拟与设计应用摘要：本文根据计算流体动力学（computational fluid mechanics， cfd）理论，利用基于控制体积的数值模拟方法对大空间区域的气流组织进行模拟计算，通过比较分析冬、夏两个季节的设备余压、送风风速以及送风角度等参数，获得优化的空调设计条件：选用机外余压为120pa的vrv空调室内机，风量、风速在一定范围内可调，采用可调式球型喷口作为送风风口，百叶风口作为回风口，侧送上回的气流组织形式。

关键词：vrv空调系统；气流组织；cfd；数值模拟；射流1 引言随着现代人们生活水平的提高，高大空间在建筑物内应用越来越广泛，人们对大空间的室内环境也提出了更高的要求。

建筑空间内的气流组织形式决定了空调区人员的舒适性以及空调能耗的多少，因此各种气流组织形式在高大空间中的应用引起了广泛讨论。

李琳等对分层空调、置换通风、地板送风以及碰撞射流等四种形式作了相应分析和比较[1～6]。

为了评价空气入流条件对空气流动情况的影响，赵彬等提出应用于空气流动数值模拟的风口模型新思路[7]；罗卓英等应用n点风口模型模拟百叶风口在空调房间内的影响[8]；任荣等比较了喷口风口和喷口加二次气流送风形式对冬季分层空调的影响[9]。

本文以江苏淮安玖珑湾商务中心销售大厅作为研究对象（图1），借助cfd软件进行数值模拟计算，得出最优的空调设计条件。

2 项目概况江苏省淮安市玖珑湾项目商务中心，总建筑面积5979.22平方米，建筑高度18.4米，共3层高，属于一类公共建筑。

主要功能包括销售大厅、餐饮、恒温游泳池、运动健身区、展厅等。

根据建筑使用功能、使用时间以及业态管理方式的不同，结合当地不同季节的冷、热需求特点，以及空调系统布置位置的局限，选用变制冷剂流量（variable refrigerant volume，vrv）空调系统，进行夏季供冷，冬季供暖。

由于业主装修的方案，限制该空间只能使用侧送上回的气流组织形式，故采用数值模拟的方法来进行辅助分析，帮助解决暖通设计中设备机外余压、风口选型、风口出流速度及出流角度等参数问题。

超大空间气流组织CFD模拟
宋岩;钟如军;孟繁宇
【期刊名称】《黑龙江科技学院学报》
【年(卷),期】2004(014)005
【摘要】利用计算流体力学专业软件Fluent 6.0就某超大空间的气流组织进行数值模拟,分析送风速度,送、回风方式及送风口大小对超大空间气流组织的影响.数值模拟结果表明,送风速度为10 m/s时,中间送风、顶部回风的方式适合于该超大空间,为最佳的气流组织方案.
【总页数】4页(P293-296)
【作者】宋岩;钟如军;孟繁宇
【作者单位】信泰珂科技发展中心,北京,100036;哈尔滨工程大学,动力与核能工程学院,哈尔滨,150001;哈尔滨铁路局房地产开发总公司,哈尔滨,150006
【正文语种】中文
【中图分类】O354
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某体育馆室内气流组织CFD模拟研究
对于体育馆类高大空间建筑，常规设计方法不能准确评估其气流组织方案的优劣。

本文以绍兴县体育馆为研究对象，使用CFD软件PHOENICS建立该体育馆的数值模型，并对其空调系统进行数值模拟，分别对夏季、冬季工况的模拟结果进行分析，以期对空调系统的实际设计起到指导作用。

本体育馆的比赛大厅共设有两套空调系统。

其中比赛区域设有集中空调系统以同时满足篮、排球等大球及羽毛球、乒乓球等小球运动的需要。

看台设活动与固定座椅，观众区采用台阶处风口送风，上回风的集中空调系统。

体育馆建筑空间大，对空调系统温﹑湿度及气流组织设计要求较高，且当小球运动时对风速要求很严格。

而我们的空调设计能否满足以上条件？实际使用的效果如何？这就需要我们对设计图纸做个“预知”。

通过对比赛区域及观众席固定座椅处的空调系统进行冬﹑夏季的室内温﹑湿度及气流组织进行模拟分析，我们可以预测气流组织效果，同时能够得到室内典型断面的空气流速、温度及含湿量分布图。

在分析结果的基础上，可以找到对气流组织设计的优化方案，从而达到优化设计的目的。

通过对模拟结果的分析得到以下结论：（1）对体育馆内采用分区送风的气流组织，既能满足比赛区的设计要求，又可以满足观众的舒适性要求。

（2）对夏季工况的模拟结果分析，体育馆比赛区的气流速度能满足篮球、排球等大球运动的要求，当进行羽毛球比赛时，不能满足要求。

观众席的温度、风速、湿度基本满足舒适性要求。

（3）对冬季工况的模拟结果分析，体育馆比赛区的气流速度能满足比赛设计要求，观众席的温度、风速、湿度可以满足舒适性要求。

湖南国际会展中心高大空间空调环境的模拟与实验测试中国轻工业长沙工程有限公司杨泽洪湖南大学土木工程学院建筑环境与设备工程系张泉摘要针对湖南国际会展中心冬季大空间室内热气流上浮，难以满足业主的热舒适性需求，本文首先进行了现场参数的实验测试，建立了其高大空间的简化物理模型，通过CFD模拟仿真，表明模拟结果与实测结果基本吻合，最后给出了改善冬季气流组织的一些方法建议。

关键词大空间模拟仿真气流组织热舒适1 工程简介及存在的问题湖南国际会展中心采用钢结构框架形式，总共2层，一层标高12.5米。

主厅面积约占2万平方米。

二楼展览厅(见图1) 呈凹字型分布，二楼顶部是采用拱形钢结构屋顶，相对高度最高处可达30米左右。

周边有一些补助用房当作小型会议室，补助用房采用常规风机盘管系统。

二楼主展厅是全空气空调系统，采用分层空调气流组织形式，由两边喷口向中间侧送，其中凹字型中间处采用双层喷口形式送风，两边采用单层喷口向中间送风。

本工程施工已经完成，但是在测试空调运行状况时发现热气流不能达到人员活动区域，针对这一问题，本文采用CFD的方法对会展中心二楼喷口侧送风的气流组织作了数值模拟。

由于高大空间CFD 建模复杂、网格划分困难、边界条件复杂，计算区域大及计算量大及后处理困难，本文以湖南省国际会展中心作为研究对象，简化建模并进行模拟仿真，通过实验测试与模拟结果对比，提出改善气流组织方案的一些方法和建议。

图1 国际会展中心二楼平面图2 物理模型和边界条件二楼会展中心呈近似对称分布，模拟过程中计算左半区域，把主展厅分成区域一和区域二单独分别计算，图2为数值模拟会展中心简化结构及各喷口布置图。

区域一:喷口1距地面标高8.5米，共55个，喷口2距地面标高10.5米，共54个；区域二采用双层喷口，喷口3距地面标高分别为7.5米和9.7米，上下两层各29个，喷口4距地面标高分别为8.5米和10.6米，上下两层各28个。

区域一回风口距地面3米，区域二回风口距地面5米。