用CFD对空调房间进行数值模拟
探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用
探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用CFD (Computational Fluid Dynamics)技术是基于数值模拟的一种流体力学分析技术，利用计算机模拟物理过程，预测流体运动的方法和结果，对流体的流动、热传递、质量传递和化学反应等问题进行研究。
在暖通空调制冷工程中，CFD技术可用于模拟室内空气流动、空气质量分布、空调系统性能和能源消耗等方面，具有广阔的应用前景。
一、室内空气流动模拟在室内空气流动领域，CFD技术可用于模拟空气运动、热传递、质量传递和湍流等过程，分析空气流场中的速度、压力、温度和浓度分布。
可以通过CFD技术，模拟空气流动的各种情况，揭示流动的各种变化规律。
如何设计室内空气流场，优化室内空气流动是室内空气质量控制的关键。
采用CFD模拟的方法，能够有利于掌握室内空气运动规律，调整室内空气流动结构，提高室内空气质量。
二、空气质量分析在室内环境领域，室内污染是一大核心问题。
为了控制室内空气的质量，需要对室内空气进行监测、检测、分析和预测。
采用CFD技术可模拟空气流动的过程，计算出空气在各个位置上的污染物浓度，通过结果的分析可以推断出污染物扩散的趋势和速度，为室内环境控制提供可靠的依据。
三、空调系统性能模拟CFD技术可以模拟整个空调系统性能，通过分析空气流场模型，得到空气速度、压力分布，进一步分析空气质量分布，提高空调系统性能。
通过CFD技术分析和优化空气流动、热力学参数，能够实现设计过程中的优化和效率的提高，提高设计质量，减少空调设备的耗能。
四、能源消耗分析在空调系统中，能源消耗是影响系统效能的关键因素。
采用CFD技术对空调系统的热力学性能进行仿真和模拟，可分析空调系统的工作效率和能源消耗。
通过CFD分析可以公正和精确地评估系统的性能和能效，同时也可以优化系统构建，降低设备损耗，减少整个系统的耗能。
综上所述，CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用具有广泛的前景，可以改善室内环境质量，优化系统设计，提高设备效率，减少能源消耗，降低运营成本。
探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用
探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用CFD技术是一种流体力学模拟技术，可以模拟流体运动和热传递过程，对于暖通空调制冷工程具有重要的应用价值。
CFD技术可以模拟空气流动场、温度场和湿度场等参数，从而优化空调系统的设计和运行，提高制冷效率和节能减排。
本文将探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用。
首先，CFD技术可以模拟空气流动场，通过建立空气流动的数学模型，可以分析空气流动的速度、压力、湍流等参数，从而优化空调系统的风道设计和风速分布。
比如，在空调房间里，通过CFD技术可以模拟出空气从空调出风口吹出后对房间内的温度分布的影响，进而优化出风口的位置和吹出风速，以达到舒适的室内温度。
另外，通过CFD技术还可以研究在不同气流条件下的室内污染物和异味的分布情况，进而优化空气流动条件，提高室内空气质量。
其次，CFD技术还可以模拟空气温度场和湿度场，了解空气温度和湿度的分布变化规律，从而优化空调系统的设计和运行，提高制冷效率和降低能耗。
在热交换器的设计中，CFD技术可以模拟冷凝器和蒸发器内部的流体流动和传热过程，从而优化热交换器的结构和流体流动方式，提高制冷效率。
另外，在空调房间的设计和运行中，CFD技术可以模拟空气流动和热辐射的相互作用，从而进一步优化空调系统的设计和运行，提高舒适度和节能效果。
最后，CFD技术可以模拟空气污染物的传播过程，根据不同的污染物的体积质量浓度和质量流量，可以计算出其在室内的分布、扩散和浓度变化规律，进而优化空调系统的设计和运行，保障室内空气质量。
例如，在医院手术室中，由于手术室内产生的碎屑、细菌污染和异味等污染物对医疗操作有很大的影响，通过CFD技术可以分析出污染物的扩散和分布手段，进而优化空气净化系统的设计和运行，保障手术区域的空气质量和手术操作的安全性。
空调房间流场温度场的fluent模拟报告
空调房间流场温度场的fluent模拟报告1. 引言1.1 概述空调在现代生活中扮演着重要的角色，它可以有效地改善室内环境，并为人们提供舒适的居住和工作条件。
空调房间的流场温度场分布是一个关键因素，对室内温度均匀性、舒适性以及能源消耗等方面都有着重要影响。
因此，对空调房间的流场温度场进行模拟与分析具有重要意义。
1.2 文章结构本文主要围绕着空调房间流场温度场的Fluent模拟展开研究。
文章共分为五个部分：引言、流场温度场模拟方法、模拟结果与分析、参数优化与仿真结果验证以及结论与展望。
每个部分都包含了具体的子章节，以便系统地介绍和阐述相关内容。
1.3 目的本文旨在使用Fluent软件对空调房间的流场温度场进行详细模拟，并通过分析结果和验证方法，评估其在不同工况下的效果。
同时，本文还将探讨如何优化空调参数以实现更好的温度均匀性，并展望存在问题并提出改进方向。
以上是对文章引言部分内容的详细清晰撰写。
2. 流场温度场模拟方法2.1 空调流场模拟概述空调房间的流动和温度场模拟是通过计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）方法实现的。
该方法基于Navier-Stokes方程，并结合大气物理学、传热学和传质学等知识原理，对空气在房间内的流动特性进行数值分析。
通过该模拟方法可以了解空调房间中的气流运动规律以及温度分布情况，进而为空调系统设计和优化提供有效依据。
2.2 Fluent软件介绍Fluent是一种常用的CFD仿真软件，广泛应用于各种工程领域。
它提供了强大的求解器和前后处理器，可实现复杂流体问题的数值模拟和分析。
在本文中，我们采用Fluent软件进行空调房间流场温度场仿真模拟。
2.3 模型建立与边界条件设定在进行流场温度场模拟前，需要建立几何模型并设置边界条件。
首先，根据实际情况绘制出空调房间的几何图形，并导入Fluent软件进行后续处理。
然后需要定义边界条件，包括房间墙壁、入口和出口等。
空调CDF模拟介绍
综合体项目空调系统CFD模拟介绍1 CFD在暖通空调中的应用及其原理简介1.1、CFD的应用近年来，计算机技术飞速发展及应用极大的促进了众多行业的发展及进步，并带动了人们生活水平的进步。
在与人居生活品质息息相关的暖通空调领域，CFD（计算流体力学）技术因其计算精度高，准确性好，可视性强等优点逐渐获得应用。
简单而言，该方法就是在计算机上进行虚拟实验：依据室内空气流动的数学物理模型，将房间划分为小的控制体，结合实际的边界条件在计算机上数值求解离散得到的代表整个房间内空气分布情况。
就目前的理论预测室内温度场和气流组织分布的方法而言，CFD方法确实具有不可比拟的优点。
CFD方法可应用于对室内温度场和气流组织分布情况进行模拟和预测，从而得到房间内空气各种物理量的详细分布情况。
这对于保证良好的房间空调系统气流组织设计方案、室内热舒适性，提高室内空气品质以及减少建筑物能耗都有着重要的指导意义。
1.2、CFD在暖通空调设计中的应用流程通过CFD进行数值计算以获取室内的温度场及气流的速度场可对室内末端选型及布置位置的合理性作出客观的评价。
而在Fluent、Ansys CFX、PHOENICS、Star-CD等诸多CFD模拟软件中，Fluent以稳定性好，准确度高等，易于操作等优点获得了广泛的使用。
因而本工程拟采用Fluent软件对室内的温度场及气流的速度场进行数值模拟以客观评价方案的合理性，CFD模拟在暖通设计中其主要工作原理流程详见图1：图1 工作流程图2 CFD模拟在本工程中的应用2. 1 本工程选用房间简介本项目CFD模拟依据设计情况，选用标准层房间作为研究对象，其平面布置详见图2，其长×宽×高：13.7m×7.8m×4.2m。
使用Gambit 软件建模，通过Fluent软件进行数值计算，进而获取冬夏季工况下，室内温度场分布及气流速度场分布，以客观评价室内末端的选型及位置布置的合理性。
CFD模拟空调中流场分布
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。
基于CFD的空调阶梯会议室舒适度及节能性方案数值模拟及优化
基于CFD的空调阶梯会议室舒适度及节能性方案数值模拟及优化山东建筑大学 卢 毅*摘 要 随着我国科技实力的飞速发展，空调成为人们工作与生活的必须品，同时，人们对于室内热湿环境的舒适度要求也大幅提高。
而我国的能源储备规模较小，能源供应问题凸显，因此解决好空调舒适度与节能问题尤为重要。
以某阶梯会议室为研究对象，应用计算流体力学（CFD）软件FLUENT对该会议室的空调通风进行模拟，根据模拟得出的温度场及速度场分布，进行空调通风方案节能优化，探究该类会议室舒适性与节能性并存的空调通风方案。
关键词 阶梯会议室；空调通风；数值模拟；舒适性；节能性CFD-Based Numerical Simulation and Optimization of Comfortand Energy-Saving Schemes for Air-Conditioned Conference RoomsLu YiAbstract With the rapid development of my country's scientific and technological strength, air-conditioning has become a necessity for people's work and life. At the same time, people's requirements for the comfort of indoor hot and humid environments have also increased significantly. However, my country’s energy reserves are small and energy supply problems are prominent. Therefore, it is particularly important to solve the comfort and energy saving problems of air conditioning. This paper takes a ladder conference room as the research object, and uses computational fluid dynamics (CFD) software FLUENT to simulate the air conditioning and ventilation of the conference room. According to the temperature field and velocity field distribution obtained by the simulation, the air conditioning and ventilation scheme is optimized for energy saving and exploration This kind of meeting room's air-conditioning and ventilation scheme with coexistence of comfort and skill. Keywords Staircase Meeting Room; Air Conditioning and Ventilation; Numerical Simulation; Comfort; Energy Saving0 引言如今，在高速发展的经济环境下，中国的能源行业面对着保护环境、能源需求大、能源储备不足等各种难题，因此节约能源势在必行。
用CFD方法对冬季空调房间进行气流组织模拟和优化方案
4.1冬季空调房间的温度场和速度场 4.1.1冬季空调房间的温度场
z = 0.1m处温度场
z = 1.1m处温度场
z = 1.6处温度场
z = 2m处温度场
4.1.2冬季空调房间的速度场
z = 0.1m处速度场
z = 1.1m处速度场
z = 1.6m处速度场
z = 2m处速度场
问题
➢ 温度场：温度场也有极大的改善，但改善程度 略次于措施1。
➢ 速度场：比采取措施2前略有改善，但效果不是 很大。
4.4改进后冬季空调房间的温度场和速度场。 4.4.1采取措施3后冬季空调房间不同断面的温度场
z = 0.1m处温度场
z = 1.1m处温度场
z = 1.6m处温度场
z = 2m处温度场
谢谢
❖ 冬季外窗的渗透风对室内温度场影响很大，北向与西向墙及窗的热损失， 也使得温度场在这两个墙壁附近分布不均匀。
Hale Waihona Puke 改进方法➢ 改进方法： ❖ 措施1：采取措施，使北向外窗的
渗透风量减小一半，风口的布置 不变。 ❖ 措施2：风机盘管以及风口布置位 置改变，其中一组风机盘管以及 送风风口移到靠近北外墙布置。 如右图所示，北外窗的渗透风量 不变。 ❖ 措施 3：采取措施使北外窗的渗 透风量减小一半，同时又将送、 回风口移近北外墙（窗）。新风 、送回风的参数不变。
2.3算例选择
本模拟选择本办公楼中最 代表性的房间进行模拟，空 调平面图如右图所示。房间 内安装了两台风机盘管。
3.模型建立 3.1 几何模型
设计对象的物理模型如图所示，房间的尺寸：8.2m×5m×3.3m（长×宽×高），如下图所示。
3.2 数学模型
在本设计中采用k－ε（k为紊流动能，ε为紊流耗散率）模型。它是目前在房间空气流 动中最普遍采用的模型，对暖通空调领域多种流型的计算结果显示，该模型优于其他 模型。
空调房间气流组织的数值模拟研究
空调房间气流组织的数值模拟研究摘要：随着社会的进步和经济的发展，人们的生活水平不断提高，对居住和工作的建筑环境有了更高的要求，因而对通风空调技术也提出了更高的要求，空调效果成了人们关心的重点。
空调室内的气流组织直接影响着空调系统的使用效果，是关系着房间工作区的温湿度基数、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觉的重要因素，是空气调节的一个重要的环节。
本文采用CFD方法，对办公室空调房间内的气流组织进行三维数值模拟计算，并对模拟的结果进行分析讨论。
关键词：气流组织；数值模拟；速度场；温度场1物理模型本文所研究的空调办公室房间尺寸为6.8m×6.0m×4.0m，柜式空调机送风口的尺寸500mm×300mm，送风口中心距地1.55m，回风口的尺寸为500mm×500mm，回风口贴地。
立式空调机斜侧放置在墙角，与墙壁成45°夹角。
空调房间有11台计算机、11个人员、4盏荧光灯等热源。
为了简化计算，计算机为400mm×400mm×400mm的正方体模型，其中心距地1m；人员为坐姿，为一个400mm×400mm×1200mm的长方体模型；荧光灯为50mm×50mm×1200mm的长方体模型，距地2.6m，白天不考虑灯光照明。
坐标原点为房间的几何中心。
简化的物理模型如图1。
图1房间的物理模型2数学模型为了简化问题，作如下的假设：（1）室内气流为不可压缩常物性牛顿流体，稳态湍流流动，且符合Boussinesq假设；（2）不考虑太阳辐射以及房间内部各表面的辐射换热影响，固体壁面上满足无滑移条件，在计算模型中不考虑；（3）门、窗、墙壁密闭性好，不考虑漏风的影响。
根据实际情况采用的计算方法是由Launder和Spalding等提出的k双方程模型。
模型的控制方程为：①连续性方程（1）式中，ui 为xi方向上的时均速度，m/s。
探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用
探讨CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用CFD（Computational Fluid Dynamics）技术是一种使用数值模拟方法研究流体流动和传热的工程技术。
在暖通空调制冷工程中，CFD技术能够提供更精确、高效的仿真模拟，帮助工程师分析和优化系统设计。
CFD技术可以用于研究空气流动和温度分布。
通过建立流体动力学模型，可以准确地模拟不同房间的气流分布，分析气流速度、气流路径和温度分布等参数。
这种模拟可以帮助工程师优化空调送风系统的布置和风速设置，避免出现冷热不均匀的问题。
CFD技术还可以提供关于室内外温差、温度梯度和热平衡等方面的数据，为暖通空调系统的设计和调试提供依据。
CFD技术还可以用于研究冷却设备的热传递性能。
在空调制冷系统中，冷却设备的选择和运行状态对系统的性能和能源消耗有着重要影响。
通过CFD模拟，可以分析冷却设备的热传递特性，研究冷却剂在换热器内的流动状态和温度分布，进而优化设备的设计和运行参数。
可以通过优化换热器的形状和材料，提高传热效率，降低制冷设备的能耗。
CFD技术还可以用于研究空气质量和室内环境的改善。
在暖通空调系统中，除了提供适宜的温度和湿度条件外，保证室内空气质量也是非常重要的。
通过CFD模拟，可以分析室内污染物的扩散和排除方式，优化通风系统的布局和风速分布，提高室内空气的质量。
CFD技术还可以研究建筑外墙的风压效应和室外污染物扩散规律，为设计防风、隔音和防尘措施提供依据。
CFD技术在暖通空调制冷工程中有着广泛的应用前景。
它可以帮助工程师理解和优化空气流动、热传递和室内环境等方面的问题，提高系统的性能和能源利用效率。
CFD技术还能够减少实验室试验的成本和时间，提高设计的精确性和可靠性。
在未来的暖通空调制冷工程中，CFD技术将会得到更加广泛的运用。
空调房间室内热环境的三维数值模拟及实验研究
空调房间室内热环境的三维数值模拟及实验研究摘要：本文针对在规划和设计阶段如何正确而详细地预测和评价室内气流组织及温度分布的问题，以一个空调房间作为模拟计算的研究对象。
通过建立相应的数学物理模型，利用CFD模拟计算软件PHOENICS 对空调房间的室内热环境（空气温度、流速）进行了数值模拟，得出了空气温度、流速的分布图，并对模拟房间进行了实验测试，对模拟结果与实测结果进行了分析、比较。
分析结果表明模拟值与实测值的吻合度很好，这表明所建立的模型是正确的，模拟结果是可信的。
关键词：计算流体力学数值模拟 PHOENICS 实验测试数值分析0 引言计算流体动力学简称CFD(Computational Fluid Dynamics)，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。
建筑室内的气流分布和温度分布是体现舒适和卫生的空气环境的主要指标之一。
如果能够在规划和设计阶段即可正确而详细的预测和评价室内气流组织及温度分布，不仅可以实现现代暖通空调系统的优化设计和运行管理，提高室内热舒适性和室内空气品质，而且对系统乃至整个建筑物的节能也具有重要的指导意义。
在国外，CFD数值模拟技术已被广泛应用在工程领域，成为设计上不可缺少的技术手段；而在国内CFD技术的研究和应用也已逐步受到重视。
本文就是利用CFD模拟计算软件PHOENICS，对立柜式空调房间的温度场、速度场进行预测和分析，并通过实验测试加以比较验证。
1. 房间简介模拟计算的空调房间为本学院的一个多媒体会议室，房间大小为11m×7.8m×3.6m，位于学院主体楼一层的北侧，除北墙为外墙外，其余都为内墙，南面两个门朝向走廊，北面有三个窗户，模拟时门、窗都是关闭的。
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二、层高3米房间，置换通风方式（底送风）
2、温度场
Z为0.1米处温度场
Z为1.1米处温度场
Z为1.6米处温度场
y为0.8米处温度场
二、层高3米房间，置换通风方式（底送风）
3、速度场
Y为0.8米处速度场
X方向送风口处速度场
三、层高3米房间，置换通风方式（侧送风）
1、风口布置方式
三、层高3米房间，置换通风方式（侧送风）
设计及优化方法
1、根据实际情况建立几何模型和数学模型；
2、利用PHOENICS程序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， 直到满足人体舒适要求为止； 3、在上述优化完成后，对两种空调方式进行比较。
设计内容（一） 模型建立
一、几何模型
房间尺寸：6m*3.3m*3m
前言
设计任务 设计方案 设计内容
模型建立
模拟结果与分析
顶部送风
底部送风
结论 体会
侧面送风
设计任务
用CFD方法分别对采用传统送风方式和置换 通风方式的空调房间的气流组织进行模拟和 优化，得到不同情况下的温度场和速度场， 并进行比较。
设计方案
算例选择
选择层高分别为3米和4.5米的两个空调房间进行模拟
2、温度场
Z为0.1米处温度场
Z为1.1米处温度场
Z为1.6米处温度场
x为3.8米处温度场
三、层高3米房间，置换通风方式（侧送风）
3、速度场
x截面送风口处速度场
回风口速度场
z截面送风口处速度场
四、层高3米房间，置换通风方式（侧送风改进）
1、风口布置方式
•增加一个风口 •不等间距布置，两 侧风口靠近壁面
四、层高3米房间，置换通风方式（侧送风改进）
2、温度场比较
改进前，Z为1.1米处温度场
改进前、X截面方向温度场
改进后，Z为1.1米处温度场
改进后、X截面方向温度场
五、不同层高不同送风方式温度场的比较
1、z为1.1米截面上温度场比较
层高3米，传统送风，z为1.1米处
层高4.5米，传统送风，Z为1.1米处
体 会（二）
本设计在不考虑人体和办公桌等用具的
空态条件下进行。在实际情况下，人体等集 中在下部的热源将使置换通风的温度场更加 合理；但同时，由于它们的阻隔作用，流场 将受到影响，这在设计时必须注意。
精品课件！
精品课件！
Thanks
能量守恒方程：
(u jT ) x j q k T [( vt ) ] v x j c p x j c p
四、边界条件
在不考虑人体的空态下进行
前、后和左面的墙体作为内墙 右面的墙体作为外墙
每个灯具负荷为60W
一、层高3析
置换通风更多的体现了以人为本的设计理 念，把室内的控制对象从原来室内全空间改 为人员活动空间 ；
置换通风方式可以减少送风量，实现节能 目的，对高大空间建筑更能显示其优势。
体 会（一）
置换通风改进的方向是：
合理设计送回、风口位置，尽量使新鲜空气低 速地、水般地扩散到整个室内地面并形成空气 湖，利用热源引起的热对流气流使室内产生垂 直的温度梯度。
二、数学模型
在本设计中采用标准k－ε 模型，它经证明适用
于模拟室内气流流动这种高雷诺数的情况。
三、控制方程
连续性方程：
ui 0 xi
动量方程：
(ui u j ) x j gt zj ui u j 1 p [(v vt )( )] x j x j x j xi Te
Z为0.1米处温度场
Z为1.1米处温度场
Z为1.6米处温度场
y为1.65米处温度场
一、层高3米房间，传统送风方式
2、速度场
Y为1.65米处速度场
x为1.5米处速度场
二、层高3米房间，置换通风方式（底送风）
1、风口布置方式
置换通风：在房间的下
部布置风口，低速送入新风
新风温度低，受热上升，依 靠自然通风作用带走工作区 的热量和污染物，通过上部 风口排除的空调方式。
层高3米，置换通风，z为1.1米处
层高4.5米，置换通风，z为1.1米处
五、不同层高不同送风方式温度场的比较
2、x方向截面温度场比较
层高3米，传统送风
层高4.5米，传统送风
层高3米，置换通风
层高4.5米，置换通风
结 论
采用传统送风方式的空调房间，大部分工 作区域的温度都在24℃到26 ℃ 之间，并且 工作区垂直温差不超过3 ℃，满足人体舒适 要求；但是在风口下方风速较大，人员不 宜长时间停留； 置换通风是将新鲜空气直接低速送入工作 区，在热源的对流作用下实现温度分层。 温度下低上高，除风口处外，工作区的温 度场比较均匀；