CFD模拟在空调房间设计中的应用概要课件.ppt

1、CFD模拟在空调房间设计中的应用报告人：王春华 剧霏指导老师：钱宇教授 李秀喜博士 2004. 11. 9设计任务书 概述 空调设计方案 设计步骤 模拟结果分析及优化一、概述概述什么是什么是CFD ? CFD是英文Computational Fluid Dynamics（计算流体动力学）的简称。其基本原理是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。 CFD就是利用计算机技术、数值计算技术发展而来的，相当于“虚拟”地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况，它是现代模拟仿真技术的一种。 CFD用于暖通空调行业u CFD在暖通空调(H

2、VAC)工程中的应用，主要在于模拟预测室内外或设备内的空气或其他工质流体的流动情况。 u用CFD 方法对室内空气分布情况进行模拟和预测，从而得到房间内速度、温度、湿度以及有害物浓度等物理量的详细分布情况。u相比传统的模型实验和经验公式预测液体的流动和传热而言，CFD 技术具有成本低、速度快、资料完备等优点。故其逐渐受到人们的青睐，尤其是随着计算机技术和数值模拟技术的发展，CFD 已被广泛应用于解决工程中的实际问题。二、空调设计方案 1、设计要求 满足房间要求（夏季23），使人体所在的区域，风速小于人敏感的0. 5 m/ s ，避免气流过猛带来的不舒适感。一段时间后,整个房间温度场分布较均。在竖

3、直方向上，人体头部与脚部温度差很小，避免由于人体各部分温差过大而产生的不适。 要求室内温度、湿度、气流速度和洁净度均匀而稳定，同时保证空调能耗较低和室内空气品质良好。2、设计内容选择空调房间尺寸(具体尺寸待定)室内两台电脑、4盏灯具、两人送风温度12.7室内设计温度233、设计及优化方法根据实际情况建立几何模型和数学模型。利用FLUENT软件对模型进行模拟和预测，考察气流流型以及工作区参数（温度、速度），并进行优化，直到满足人体舒适度要求。对模拟结果进行比较，选出效果较优的设计参数。三、设计步骤1、建立模型2、数值求解3、可视化处理 1、建立模型 空气流动的湍流特性一般采用适当的湍流模型。在设

4、计中采用标准k 模型，它适用于模拟室内气流流动这种湍流情况。2、数值求解 连续性方程 动量方程 含尘浓度方程0iixu)( )()(ijjitjijjixuxuxxpxuudjctjjjcxcDxxcu)()( 紊流能量传递方程)()()(jjjijitjktjjjxuxuxuxkxxkukCxuxuxukCxxxuijjijitjtjjj221)()()( 紊流能量耗散率方程3、可视化处理 仿真模拟,主要是针对空调器开始工作后一段时间内对人影响程度较大的房间温度变化过程,空调器开始制冷,房间温度随之变化。 房间温度变化过程中的某时刻,制冷的横截面速分布, 见图1 。 图1 从图中温度梯度可知风速小于人敏感的0. 5 m/ s ,从而可以避免由于气流过猛,给人体所带来的不舒适感。 制冷的横截面温度场分布如图 2 所示 图 2 可看出冷空气较热空气密度大,向下趋势明显,从而导致房间下部要比高处温降快。制冷时,人体附近区域的温度场分布情况如图3 所示。 图3 可见在竖直方向上,人体头部与脚部温度相差很小,这就避免了由于人体各部分温差过大而产生的不适。模拟结果分析及优化 根据模拟结果调整空调出风口、回风口位置以及出风温度、出风角度、回风量等参数，以满足人体舒适度要求。 谢谢！