某体育馆比赛大厅气流组织数值模拟研究
Ｎｏ．３．２Ｏ１０．Ｓｅｔ）． Ｖ０１．２９（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１１２） 文章编号：ＩＳＳＮ１００５—９１８０（２０１０）０３一Ｏ０６２—０６ 某体育馆比赛大厅气流组织数值模拟研究
王高升， （沈阳建筑大学， 林豹 沈阳１１０１６８） ［摘要］本文采用ＣＦＤ模拟软件就某市体育馆气流组织进行数值模拟研究，分析了不同送风方式时，室 内空气的温度和速度变化规律，比较了两种送风方式气流流场的不同之处及相对优劣，模拟结果表明一定 条件下侧送风方式空调效果较优。 ［关键词］数值模拟；气流组织；ＣＦＤ ［中图分类号］ＴＵ８３１；ＴＵ８３４；ＴＱ０１８ ［文献标识码］Ｂ ＣＴＤ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓａｒｃｈ ｏｎ Ａｉｒｆｌｏｗ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｇｙｎｍａｓｉｕｍ Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｈａｌｌ ＷＡＮＧ Ｇａｏｓｈｅｎｇ，ＬＩＮ ｂａｏ （Ｓｈｅｎｙａｎｇｊｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １０１６８） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｇｙｎｍａｓｉｕｍ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ ｈａｌｌ，ａｎａｌｙｓｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｍｏｄｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ ｔｗｏ ａｉｒ ｆｌｏｗ ｐａｔｔｅｒｎｓ，ｔｈｅ ｓｉｍｕ— ｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｓｉｄｅ ａｉｒ ｂｅｔｔｅｒ ｕｎｄｅｒ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ＣＦＤ ０引言 一幢现代化的体育建筑，除了完善齐全的体育 设施外，必需有良好的空调，特别是比赛大厅的空 调是体育建筑空调设计的重点。而室内气流组织又 是体育建筑比赛大厅空调设计成败的关键之一，也 是体育建筑空调设计方案研究和讨论最多的问题。 因为它不仅直接影响到建筑物内能否达到预期的空 调效果，而且还涉及到空调设计方案的经济性。对 于诸如体育馆类高大空间，比赛大厅的温度、湿 度、风速等参数是至关重要的，合理的室内参数不 仅使运动员和观众感到舒服，更重要的是使各类比 赛能顺利进行。例如乒乓球和羽毛球比赛时，风速 不宜过大，国际羽联规定羽毛球比赛场地上方 ９．０ｍ以内风速不能超过０．２ｍ／ｓ，而当进行篮球、 排球比赛时，比赛场地风速不超过０．５ｍ／ｓ。因此， 体育馆比赛大厅内的空调温度、湿度、风速参数， 尤其是风速的大小对体育馆空调设计是比较重要 的，空调设计中预测气流组织效果就显得很必要 了。目前预测空调气流分布的方法主要有：射流公 式法、区域模型法、ＣＦＤ和模型实验。鉴于ＣＦＤ方 法自身的优点，本文将采用ＣＦＤ模拟软件对某市 一体育馆的气流组织形式进行模拟比较。 １模型介绍 模型坐标如图１所示，坐标原点设在比赛大厅 中心位置。比赛大厅为一椭圆形，长轴直径８４ｍ， 短轴直径７８ｍ，建筑高度２９．７ｍ，模型尺寸基本上 按照实际建筑结构尺寸选取，在不影响计算结果的 前提下，本文对物理模型进行了适当的简化，固定 观众席单排高度平均为０．４５ｍ，宽度０．８ｍ。相对于 比赛大厅空间大尺寸，座位席尺寸对气流组织影响 ＊收稿日期：２０１０—８—５ 作者简介：王高升（１９８４一），男，硕士研究生，研究方向：体育馆空调气流组织方案的数值模拟优化研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇ－ ｇａｏｓｈｅｎｇ１９８５＠１６３．ＣＯｎｌ
２ ０ １ ０年９月 第２９卷第３期（总１１２期） 制 冷 较小，故可以把座席区域处理为８个矩形平面、２ 个椭圆形平面和４个环形平面。由于屋顶不规则， 模型屋顶取为网架高度。另外，由于比赛大厅建筑 结构对称，故选取其一半进行模拟计算。为方便观 测不同形式的气流组织形式的空调效果，本文建立 了三个观测面：比赛场地上方１．７ｍ处、９．０ｍ处， ＸＹ平面尺寸１２．０ｍ×２２．０ｍ，观众席上方０．７ｍ处 一平面 ２方案数值模拟 ２．１边界条件 该体育馆是一个多功能比赛场馆，能进行诸如 篮球、排球等大球类比赛和乒乓球、羽毛球等小球 类比赛；室内设计参数夏季２６％一２８￣Ｃ，相对湿度 ５５％～６５％，风速要求大球比赛时风速不超过 ０．５ｍ／ｓ，小球比赛时风速不超过０．２ｍ／ｓ。座席上方 四周外墙设为定温，温度为３０１Ｋ；内墙不考虑得 热，设为绝热墙壁；考虑人员散热及灯光辐射得 热，设比赛场地为定热流量壁面，３０Ｗ／ｍ２；观众 座位席及屋顶均设为定热流量壁面，分别为１７０Ｗ／ ｍ２、５．１６Ｗ／ｍｚ；本文以沈阳当地气象资料为基准， 计算出总冷负荷，确定总送风量为１７８０００ｍ３／ｈ。送 风口设为速度进口，设定速度和温度，速度为 ４．８５ｍ／ｓ，温度为２９０Ｋ；回风口设为自由出流；三 个观测面设为内部联接界面；对称中心面设为ｓｙｍ． ｍｅｔｒｙ对称面；流体域边界条件设为流体。
图１比赛大厅模型 ２．２模型假设 为了简化问题，作如下假设： （１）比赛大厅里的空气流速远远低于风速（什 么风速），流场中压力和温度与自由湍流相比，数 值变化很小，所以相应的密度变化就可以忽略了， 可以认为空气是不可压缩的，其密度不变，故本文 将室内气流设为不可压缩理想气体。（２）空气流动 为稳态流动。（３）室内空气为辐射透明介质。 ２．３控制方程及计算方法 根据以上假设其控制方程为： ＋ｄｉ （ｐｕＣｋ）：ｄｉ （Ｆｇｒｎ ）＋ｓ 本文的模拟软件为ＦＬＵＥＮＴ软件，该软件可以 很精确地模拟所研究对象的空气流动、传热、污染 物扩散等物理现象。在工程应用的模拟中，可能用 到的模型主要标准ｋ—ｅ模型、低雷诺数ｋ一￡模 型、整合后的ｋ—ｅ模型（ＲｉＮＧ）、零方程模型等。 本文选择标准ｋ—ｅ两方程模型，利用有限体积法 来解决三维稳态不可压缩粘性流体的湍流流动。采 用ＳＩＭＰＬＥ算法联立求解各离散方程，动量、紊流 脉动动能和紊流脉动动能耗散率均采用一阶迎风格 式进行离散。 ３计算结果及讨论 ３．１
侧送下回方式气流分布模拟与分析 Ｎｏ．３．２０ｌＯ．ＳｅＰ． Ｖｏ１．２９（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１１２） （１）风口布置： 喷口安装高度为１８ｍ，直径为０．５ｍ，送风口 风速为４．８５ｍ／ｓ，送风下倾角为０度，风口之间距 离２ｍ左右。回风口布置在比赛场四周，风口距地
４０ ３０
２０ １０ 高度１．０ｍ，Ｙ方向平均布置４个，Ｘ方向平均布置 ２个，均为对称布置，场地四角各布置一个。 （２）温度分布：
１ Ｄ Ｄ １０ ２口 ３０ Ｙ 图２观众席｝ 方０．７ｍ处温度分布
２０ —１０ Ｄ １ ０ ２０ Ｙ 图３比赛场地上方１．７ｍ处温度分布 由图２和图３可以看出，观众席上方温度为２６ ～２８￣０，后排两侧稍高于前排；比赛场地上方 ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ３０２ ３０１ ３０１ ３０１ ３０１ ３０１ ３００ ３００ ３００
１．７ｍ处温度分布基本处在２７￣Ｃ，满足设计要求。 （３）速度分布：
２Ｏ １０ ０ １ ０ ２０ ３０ Ｙ 图４观众席上方０．７ｍ处速度分布 ａｇｎｉｔｕｄｅ ５ ５ ４ ４ ３ ３ ２ ２ １ Ｄ Ｄ ９ ∞∞ 即∞∞∞｝弓∞∞｝；３
■２ ０ １ ０年９月 第２９卷第３期（总１１２期） 制 冷
１ ０
０ ．２０ —１０ ０ １ Ｄ ２０ Ｙ 图５比赛场地上方１．７ｍ处气流速度分布 。
Ｙ 图６比赛场地上方９．０ｍ处气流速度分布 由图４、５、６可以看出观众席上方０．７ｍ处气 流速度基本在０．３ｍ／ｓ以下，满足《采暖通风与空 气调节设计规范》（ＧＢ５００１９—２００３）舒适性空调夏 季设计风速要求。比赛场地上方１．７ｍ处气流速度 小于０．２ｍ／ｓ，靠近回风口区域的速度为０．３ｍ／ｓ～ ０．５ｍ／ｓ，比赛场地上方９．０ｍ处风速远小于０．２ｍ／ Ｓ，满足乒乓球、羽毛球比赛要求。 ３．２上送下回方式气流分布模拟与分析 （１）风口布置：
４０
３０ 送风方式为上送风比赛场地四周回风，其他风 口尺寸参数均与侧送风相同。风口安装高度为屋顶 下网架高度，比赛场地上方风口间距９．０ｍ×１６ｍ， 观众席上空风口问距分别为８．０ｍ×９．０ｍ，８．０ Ｘ ７．０ｍ。 （２）温度分布： 由图７、８可以看出，上送风方式的温度分布 比较平均，基本在２８℃；比赛场地上方１．７ｍ处温 度分布基本处在２７℃，满足设计要求。
Ｙ 图７观众席上方０．７ｍ处温度分布
３Ｏ Ｎｏ．３．２Ｏｌ０，ＳｅＰ． Ｖ０１．２９（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１１２）
２０ １０ Ｏ 一２０ —１Ｏ Ｏ １ ０ ２０ Ｙ 图８比赛场地上方１．７ｍ处温度分布 （３）速度分布： 从图９、１０、１１可以看出，比赛场地上方 １．７ｍ处速度为０．１ｍ／ｓ，低于０．２ｍ／ｓ；比赛场地上 方９．０ｍ处速度远小于０．２ｍ／ｓ，满足小球比赛要 ｔｅｒｎｐｅｒａｔｕｒｅ ３０１ ５ ３Ｄ１ ３ ３０１ ２ ３０１ １ ３０１ ３００ ９ ３００ ８ ３００ ７ ３００ ６
求。观众席上方速度小于０．３ｍ／ｓ，满足《采暖通 风与空气调节设计规范》（ＧＢ５００１９—２００３）舒适性 空调夏季设计风速要求。
４０ ３０ Ｙ 图９比赛场地上方９．０ｍ处气流速度分布
Ｙ 图ｌ０观众席ｔ 方０．７ｍ处气流速度分布 ｌ ｍ ａｇｎｉｔｕｄｅ ０ Ｄ３ ０ ０２８ ０ ０２６ ０ Ｄ２４ ０ ０２２ ０ ０２ 口口１８ ０ ０１６ 口０１４
ｃｉｔｙ－ｍ ａｇｎｉｔｕｄｅ ０ １６ ０ １４ Ｄ １２ ０ １ Ｏ口８ ０ ０６ ０ ０４ Ｏ ０２ 圜日 雷
２ ０ １ ０年９月 第２９卷第３期（总１１２期） 制 冷
２０
１０
０ —２０ —１ ０ ０ １ ０ ２０ Ｙ 图１１ 比赛场地上方１．７ｍ处气流速度分布 ３．３两种送风方式气流分布模拟结果的分析比较 从温度分布云图可知：两种送风方式基本都能 满足设计要求，上送风方式的工作区温度分布比较 平均，温差小，但相对于侧送风方式工作区温度偏 高；侧送风工作区的温度变化相对较大。两种送风 方式工作区风速都满足要求，侧送风工作区风速变 化要比上送风工作区风速变化剧烈，温度分布的变 化趋势恰好与速度变化趋势一致。两种送风方式都 满足设计要求，但从空调效果来看，侧送风方式较 佳。 ４结语 （１）本文用数值模拟计算的方法获得了比较直 观的气流流场分布图及数据，结果表明本文选用标 准ｋ一两方程模型及ＳＩＭＰＬＥ算法在体育馆类高大 空间数值模拟中具有合理性，为体育馆类大空间复 杂气流组织的研究提供研究参考； （２）模拟比较了侧送风和上送风两种气流组织 下体育馆比赛大厅夏季的气流流场分布，上送风比 较容易获得理想的速度场分布，但是温度场没有侧 送风好； （３）两种送风方式都满足设计要求，但从空调 效果来看侧送风方式较佳，在设计温度要求相同的 情况下，侧送风的温度较低，因此可以适当提高送 风温度并且同时满足设计要求，那么侧送风方式的 能耗就相对较低，比较经济，故在设计方案都满足 要求时，采用侧送风方式为好。 ５参考文献 ［１］贺绮华，邹月琴．体育建筑空调设计［Ｍ］．北京： 中国建筑工业出版社，１９９１ ［２］ 王福军．计算流体动力学分析一ＣＦＤ软件原理与应用 ［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００４，９ ［３］赵彬，李先庭，马晓钧，彦启森．体育馆类高大空间 的气流组织设计难点及对策［Ｊ］．制冷与空调，
数据机房冷通道气流组织改善数值模拟研究
第３２卷第３期 ２０１３年５月 建筑热能通风空调 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｖ０ｌ－３２ Ｎｏ．３ Ｍａｖ．２０１３．６６－７０
文章编号：１００３—０３４４（２０１３）０３—０６６—５
数据机房冷通道气流组织改善数值模拟研究
范昕杰｝ｌ 刘金祥 陈晓春 徐稳龙
１南京工业大学城市建设与安全工程学院 ２中国建筑设计研究院
摘 要：针对数据机房大风量高风速在冷通道内引起的气流不匀现象，本文通过ＣＦＤ数值模拟方法，分析了架空
地板高度、送风孔板的孑Ｌ隙率、竖直挡板三者对冷通道内气流环境的影响。分析结果显示，孑Ｌ板孑Ｌ隙率对机柜的温 度及进风量影响甚微；架空地板高度存在积极的作用，但是当高度增加一定程度时作用不再显著；竖直挡板被证
明是一种较好的气流组织改善形式，其原因在于它对水平气流的衰减和对高温度百分比的遏制有着前两者不可
比拟的作用。
关键词：数据机房数值模拟气流组织冷热通道
ｌｎＶｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｉｒｆｌｏｗ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ａ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｅｒ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｄ Ａｉｓｌｅ
ＦＡＮ Ｘｉｎ－ｊｉｅ 一，ＬＩＵ Ｊｉｎ－ｘｉａｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｘｉａｏ—ｃｈｕｎ２，ＸＵ Ｗｅｎ－ｌｏｎｇ
１ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＵｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
２ Ｃｈｉｎａ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｇｒｏｕｐ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ Ｐａｐｅｒ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｓｓｕｅ ｈｏｗ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ａｉｒｆｌｏｗ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｉｎ ａ ｄａｔａ ｃｅｎｔｅｒ ｗｉｔｈ ｃｏｌｄ ａｉｓｌｅ．
Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｓｏｍｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｉｒｆｌｏｗ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｈｒｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ：ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｉｓｅｄ ｆｌｏｏｒ，ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ ｔｉｌｅｓ，
数据中心机房气流组织数值模拟
数据中心机房气流组织数值模拟
数据中心机房气流和温度分布情况和机架的工作稳定性及使用寿命密切相关。本文利用 CFD 软件建立的数据中心机房空调系统物理模型对数据中心机房气流和温度场进行了数值模拟。模拟结果表明，机架应与计算机空调机保持一定的距离，下送风地板高度越高气流分布越均匀。结合模拟结果，文章最后给出了一些优化设计的建议。
标签：CFD 数据中心；温度场；数值模拟
1.引言
随着互联网的飞速发展，数据处理业务需求的爆炸式增长和计算机、网络技术的飞跃进步，银行、保险、证券等金融行业、交通运输、医疗卫生等大型企业级政府机构相继建立起许多数据中心（IDC）。在数据业务需求和IT技术的共同推动下，数据中心的热流密度每年呈现上升趋势，而且这种趋势还在继续。由于IDC以数据设备为主，功耗比较大，对空调的要求比较高，空调能耗也随之增大，以至于IDC与通信机楼相比，显然是一个耗电大户，IDC机房的节能就显得尤为重要，尤其在空调系统上，节能潜力尤为大。另外，随着数据设备单机功率的不断增加，IDC机房内往往会出现局部高温问题，这种问题目前非常普遍并且很难解决，往往通过在局部增加分体空调机或者工业风扇来缓解，但最终没从根本上解决问题。
在IDC机房，合理的空调气流组织不但能够提高空调的制冷效率，节省空调耗电量，而且能够解决局部高温问题。目前通过CFD来模拟机房的温度场和流场是检测机房空调气流组织是否合理的重要手段之一。本文利用CFD工具对IDC机房气流组织进行了模拟研究。
模型的建立
目前数据中心常规的空调方式是利用恒温恒湿空调提供冷量，通过地板下的“静压箱”向设备机柜提供冷气。机架通常摆设成冷热通道，冷通道为机架的进风，热通道为回风。其示意图如图1所示：
如图2所示的建筑物为本文所建立的模型，房间大小为12.4mx11.2mx4.5m（LxWxH），架空地板高度为400mm。房间里共有机架40台，每个机架功率为4.0kW。房间里设2台精密空调，每台空调的显冷量85kW，最大风量为23200m3/h。空调气流组织形式采用冷热通道，在冷通道使用开孔的地板作为送风口，开孔度为60%。
双区域房间气流组织的数值模拟和实验研究
第２５巷第６期 ２００６年１２月 ＝＝！ ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ＝；＝＝＝＝—＝；＝＝＝＝＝；＝＝一 文章编号：１ ００３—０３４４（２００６）０６—０４ １・４ 建筑热能通风空调 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
双区域房间气流组织的数值模拟和实验研究
朱滨－李炎锋－孙苗 范小燕 王洪伟 （１北京丁业大学建筑 程学院：２巾元同际Ｔ程设计研究院） 、／ｌｌ１．２５ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ ２００６．４１～４４ ＝＝！ ＝＝＝＝＝＝＝— — —＝—＝＝＝＝一
摘要：以双向风痢通风房间作为实验研究和数值模拟分析的对象，通过数值模拟给出了通风扇在排风和送风两 种状态下双区域房间内三维空气流场分布，并与实验结果进行对比。研究结果表明利用数值模拟建立相应模型研 究复杂形式房间内气流组织是可行的。此外，研究中发现房间风扇处于送风档更有利于窀内空气的流动，气流组 织状况明显优于风扇开在排风档状态。研究结果可以为通风设备的安装提供参考。 关键词：数值模拟气流组织实验研究双区域房间
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ａｉｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ａ Ｔｗｏ－Ｚｏｎｅ Ｒｏｏｍ
“Ｂｉｎ ，Ｌｉ Ｙａｎｆｅｎｇ。，Ｓｕｎ Ｍｉａｏ ，Ｆａｎ Ｘｉａｏｙａｎ ａｎｄ Ｗａｎｇ Ｈｏｎｇｗｅｉ （１ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ２ ＩＰＰＲ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｔｗｏ—ｚｏｎｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｅｄ ｒｏｏｍ ｗｈｅｒｅ ａ ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｆａｎ ｉＳ ｉｎｓｔａｌｌｅｄ ｉＳ ｓｔｕｄｖ ｂｖ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ１ ａｉｒｆｌｏｗ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｏｏｍ ａｒｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｆａｎ ｉＳ ａｔ ｅｘｈａｕｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｄａｔａ，ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｒｏｏＦｆｌ ｗｉｔｈ ａ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ ａｉｒｆｌｏｗ ｐａｔｔｅｒｎ ｃａｎ ｂｅ ｇｏｔ ｗｈｅｎ ｆａｎ ｉｓ ａｔ ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ｏｆｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ，ｔｗｏ—ｚｏｎｅ ｒｏｏｍ
健身房有效通风气流组织的研究
健身房有效通风气流组织的研究
杜芳莉;魏朝晖
【摘 要】With the improvement of the living standard,people have higher
demand for the quality of life,more and more people into the gym in the
spare time of work.This article effectively simulate the flow of air supply
when people are in a state of stationary and moving in the gym,We
analyzed the regularity and characteristics of two kinds of airflow
distribution in different states,We obtained the difference of two kinds of
air flow organization through the deep comparison of steady state and
unsteady air flow organization,It provides convenience for the design of air
conditioning system of the gymnasium in the future.%随着生活水平的提高,人们对生活质量有了更高的要求,工作之余,越来越多的人走进健身房.通过对健身房内人处于静止和运动状态时空调送风气流流型有效模拟,分析了两种不同状态气流分布的规律和特点,通过对稳态和非稳态气流组织进行深入对比,得出两种不同状态气流组织的差异,为以后健身房空调系统有效气流组织方案的设计提供便利.
【期刊名称】《制冷与空调（四川）》
体育场馆常见气流组织形式及优缺点
体育场馆常见气流组织形式及优缺点
大型多功能体育馆最重要的建筑功能为比赛大厅（含观众席和比赛场），比赛大厅气流组织形式的确定，应能满足以下需求：
1）冰上比赛项目：防结露、防雾；
2）水上比赛项目：防结露、通风换气；
3）小球比赛项目：风速控制；
4）商业演出：局部大散热量。
体育馆常见的气流组织形式有：上送下回、侧送下回、座椅下送风等。
1、上送风（风管设于屋顶网架内，设风口下送）
主要形式有：散流器上送、喷口上送、旋流风口上送、孔板或条缝顶送。
优点：能把处理好的空气送到比赛大厅各个部位。
缺点：处理的风量和负荷大，能耗高；受限于屋顶的形式。
2、上送风（布袋风管均匀送风）
优点：送风均匀，能适应小球情况，安装方便灵活。
缺点：处理的风量和负荷大，能耗高；受限于屋顶的形式。
3、侧送风利用送风射流覆盖观众席或内场，送风口安装在比赛大厅四周的墙壁上部，由四周向场芯送风。
优点：不负担上部负荷，风量一般比上送风减少25~30%，采用温控型自动调节风口可适应冬夏季工况，大中型体育馆常用。
缺点：对于小球比赛情况送风气流干扰较明显。
4、下送风
送风口设在观众席的侧面、地面或座椅柱脚、椅背上，直接对观众席送风。 优点：节能性好，舒适度高，供冷供热舒适度一致，可应对各种比赛情况。可以说将场馆人员舒适和场地风速控制做到最佳。
缺点：吹风感和扬尘影响，回风口较难布置。
5、各种送风方式比较
体育馆各种送风方式比较
6、比赛厅气流组织分析小结
对于大型多功能体育馆：
1）观众席优先采用座位送风，条件允许宜将回风口设置在观众席前排下部。
2）比赛场需要预留设置空调系统（可在场芯入口上部设置喷口向内场高速送风）可于商业演出时或冰上比赛时除雾使用。
3）比赛场还需要预留设置除湿空调（可利用活动看台上部）可于举行水上或冰上比赛时使用。
活动看台设侧送风口，即可作为看台本身的空调，还可为内场补充空调。
室内气流组织数值模拟及仿真软件
计算机应用与ＩＴ技术
室内气流组织数值模拟及仿真软件
吴伯谦，於仲义，袁旭东
（华中科技大学环境科学与工程学院，武汉４３００７４）
●●…。。。。。。。。。。。。。－－－●。。－－－－－－－－－－－－－－－●－－－－－－－－－－－－－－－－－－’－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－●● 摘要：不同的气流组织形式对室内空气品质会产生影响，用ＣＦＤ技术模拟气流组织具体 ：
影响，将室内空气品质的研究体现在工程设计上是必要的。本文就数值方法和相关的气流组织模 ： 拟软件作了分析和介绍，并说明了在应用过程中的步骤。 ：
关键词：气流组织； 仿真软件； 数值模拟 ： ●●－－－●－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－●●●
中图分类号：ＴＵ８３１，ＴＰ１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８４４９（２００６）０４—００４０—０４
０ 引言
目前室内空气品质这个概念虽己被人们广泛接
受，但因还缺乏工程设计所需的相应设计参数及计算 依据，在实际工程设计过程中很少被考虑。在暖通空
调工程设计过程中，可以提高室内空气品质的途径不
外乎增加新风量、加强过滤和改善气流组织方式这三
种 。在前两者确定的情况下，气流组织就成为能否有
效改善室内空气品质，实现设计者意图的重要一环。 设计时应充分考虑围护结构的气密性和建筑物内
压力分布，保证室内通风换气效果；合理设计通风气流 组织，保证不同工况、不同参数时能将新鲜空气送到工
作区，及时有效排出污染物。工程实践表明，在条件相
同的情况下，不同的气流组织形式，会对室内空气品质 产生一定影响。所以，研究气流组织对室内空气品质
的具体影响是必要的。
１ 气流组织的研究方法
探讨合理的气流组织方式对于空调工艺设计是极 其重要的，好的气流组织方式能够使空调房间的温度、
湿度和流速很容易地符合设计要求；反之，差的气流组
大空间分层空调不同气流组织方式下流场的数值模拟
第２３卷第６期 ２ｏｏ９年１２月 制冷与空调 Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ 、ｂ１．２３ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００９．１Ｏ６～１１０
文章编号：１６７１—６６１２（２００９）０６—１０６—０５
【摘要】 大空间分层空调不同气流组织方式下
流场的数值模拟
【关键词】
中图分类号 张莉 魏兵
（华北电力大学能源与动力工程学院保定０７１ ００３）
利用数值模拟的方法，以采用分层空调的某大空间为例，模拟了全部采用中部侧送风和采用中部
侧送风与侧墙孔板送风相结合的两种气流组织方式下的流场，分析了两种不同气流组织方式下流
场的特点，得到了有利于大空间建筑实现节能和舒适热环境的气流组织方式。
大空间；分层空调；气流组织；数值模拟
ＴＵ８３ 文献标识码Ａ
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ａｉｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｏｎ Ｄｅｌａｍｉｎａ Ｔｅｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎ Ａ
Ｌａｒｇｅ Ｓｐａｃｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ
Ｚｈａｎｇ Ｌｉ Ｗｅｉ Ｂｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ，０７ １００３）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｏｎｅ ｌａｒｇｅ ｓｐａｃｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ａ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅ ｆｌｏｗ
ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｉｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ｏｎｅ ｉｓ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｅｎｔｒａｌ ｓｉｄｅｗａｌｌ ａｉｒ
体育馆类高大空间的气流组织设计难点与对策
蒂２卷第２胡 ２ ０ ０ ２年４月 制冷与空调 ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮ，ａＮＤ ＡＩＲ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＩＮＧ Ｖ０ｌ ２．Ｎｏ ２ Ａ０ｒｉ【２００２
体育馆类高大空间的气流组 织设计难点及对策
赵彬 李先庭 马晓钧 彦启森 （清华大学建筑学院建筑技术科学系）
摘要文中讨论了体育馆类高大空间气流组织的主要形式及设计难 ．并从工程应用的角度给出了相 应对策：指出用计算流体动力学（ＣＦＤ）的方法进行体育馆类高大空间的气流组织设计具有很大优势．并提 出了利用ＣＦＤ进行高大空间气流组织设计的思路。 关键词 体育馆高大空间 气流组织 计算流体动力学（ＣＦＤ） ＴＨＥ ＤＩＦＦＩＣＵＬＴＹ ＡＮＤ ＳＯＬＵＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＤｏ０Ｒ ＡＩＲＦＬＯＷ ＰＡＴＴＥＲＮ ＤＥＳＩＧＮＩＮＧ ＦＯＲ ＧＹＭＮＡＳＩＵＭ
ＺＩ－ＬＡＯ Ｂｉｎ ＬＩ Ｘｉａｎｔｉｎｇ ＭＡ Ｘｉａｏｊｕｎ ＹＡＮ Ｑｉｓｅｎ （Ｄｅｐｔ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＢｅＯｉｎｇ，ＣＨＩＮＡ，１０００８４）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ａｉｒｆｌｏｗ ｐａｔｔｅｍ ｇｙｍｎａｓｉｕｍ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｉｒｆｌｏｗ ｐａｔｔｅｒｎ ｉｎｓｉｄｅ ｌａｒｇｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ Ｔｈｅｎ ａｎｅｗ ｉｄｅａ ｏｆ ａｉｒｆｌｏｗ ｐａ￣ｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｂａｓｅｄ Ｏｌｌ ＣＦＤ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｌｅ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｗｉｔｈ ｉｔ ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ａｉｆｂｗ ｐａｔｔｅｒｎ，ＣＦＤ，ｇｙｍｎａｓｉｕｍ
１ 引盲 随着程国经济建设的迅速发展，国力不断增 强，我国的体育事业也随之蓬勃发展。尤其是近年 来，我国体育健儿在国内外赛场屡创佳绩，同时广 大群众也积极参与全民健身活动，不断追求健康向 上的高素质生活 在这种背景下，我国对各类体育 设施，特别是体育馆建设的投人不断加大。体育场 馆的高速建设，为我国建筑业，包括空调行业提出 了更高的要求。尤其是２００１年７月ｌ３日北京申 办２ＢｇＢ年奥运会获得圆满成功，北京更提出了“新 北京，新奥运”的口号。另一方面，随着可持续发展 战略在中国的实施，建筑能耗问题已成为人们关注 的热点。体育馆建筑属于太空间建筑，体积大、维 护结构传热量大、人员灯光密集，空调负荷较大，因 此，设计台理的气流组织，以使得馆内空气分布满 足比赛和观众的要求，同时又保证空调系统能耗较 低就具有重要的意义。这也与我国承诺的“绿色奥 运”的思想紧密相连。为此．如何陕速、准确地合理 设计体育馆类高大空间的气流组织形式就成为一 个重要的问题：下面将介绍不同体育馆类建筑的 主要气流组织方式及气流组织设计的难点 并提出 可能的解决方案。 ２体育馆类建筑的气流组织形式简介 通风空调室内的气流组织，是指其中的气流流 形以及空气的各物理量的分布，如温度、速度、湿度 以及污染物浓度等。对于体育馆类建筑，其空调气 流组织主要有如下形式： ２ １僦选风方式 侧送风方式是体育馆比赛大厅采用得最广泛 的一种气流组织形式．其中采用喷口侧送方式最为 常见 体育馆比赛大厅无论规模大小，通常都具有 空间大、比赛场地位置低、观众席逐渐升高的“碗 型”特征，并且风口离空调区域（特别是比赛区）较 远。因此采用侧送方式能够充分利用这一特点．喷 口送风射流长、流量大。这种气流组织方式可使空
中学教室空调气流组织的数值模拟研究
Ｎｏ．３，２Ｏ１０，Ｓｅｐ Ｖｏ１．２９（ ｒｏ诅ｌ Ｎｏ．１ｌ２）
文章编号：ＩＳＳＮ１００５—９１８０（２０１０）０３—００５０—０７
中学教室空调气流组织的数值模拟研究
张春阳，林豹
（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，沈阳１１０１６８）
［摘要］针对相同室内条件、不同送回风口位置下的两种模型，运用暖通空调专用数值模拟软件Ａｉｒｐａｒｋ，
对室内速度场、温度场进行了数值模拟计算。并根据模拟结果分析不同送回风口位置下的空气品质和人体
热舒适，为教室等人员密集区域空调室内的气流组织形式优化设计提供了研究依据。
［关键词］Ａｉｒｐａｋ软件；送回风口位置；教室空调；舒适性
［中图分类号］ＴＵ８３１．３ ［文献标识码］Ａ
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ａｉｒｆｌｏｗ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏｌ Ｓ Ｃｌａｓｓｒｏｏｍ
ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎｙａｎｇ，ＨＮ Ｂａｏ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅ．ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０１６８，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｗｏ ｍｏｄｅｌｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｉｎｄｏｏｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｉｒ ｉｎｌｅｔ ａｎｄ ａｉｒ ｏｕｔｌｅｔ，Ｔａｒ—
ｇｅｔｅｄ ｔｗｏ ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｉｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｉｄｄｌｅ ｓｃｈｏｏｌ ｓｔａｎｄａｉｄ ｃｌａｓｓｒｏｏｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ａｉｒ—
ｐａｋ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｈｅａｔｉｎｇ
袋式除尘器气流组织的数值模拟分析
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袋式除尘器气流组织的数值模拟分析
张景霞’，沈恒根’，方爱民 ，李瑾
（１．东华大学环境科学与工程学院，上海２０１６２０；２．国电环保研究院。南京２１００３１）
摘要：文章通过采用流体动力学ｃＦＤ软件对袋式除尘器中单元模块的除尘空间气流组织进行数值模拟
分析，给出了不同位置的布袋不同高度上的气流速度图，将模拟结果与实际工程运行情况进行对比，分析
了其可靠性，为袋式除尘器的改进和设计提供了理论依据。
关键词：袋式除尘器；数值模拟；气流组织；流场
中图分类号：Ｘ７０１．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１ ００６—５３７７（２００７）１ ２－００２７—０３
袋式除尘器由于气流不均，易造成箱体内某个位置
的布袋或某条布袋的某个位置破损，如不及时处理，该
区域的气流流动阻力将会变低，导致滤袋更大区域的
破损。为研究袋式除尘器滤袋失效机理，进一步指导除
尘器的设计、运行和改进，本文对袋式除尘器某工程实
际运行条件下的内部气流进行了数值模拟。该工程的电
除尘器改造为袋式除尘器后，经过近３年的使用，布袋
出现破损，破损位置在进风口的前３排的整条布袋、每
条布袋袋口下０．２０～０．５０ｍ之间的部位。本文主要采用
ＣＦＤ数值模拟方法分析布袋破损原因。
ｌ ＣＦＤ数值模拟计算方法
袋式除尘器箱体内部流场是复杂的三维流场，采
用的控制方程有：连续性方程和动量方程，湍流模型
选用标准ｋ—ｅ双方程模型，包括湍动能ｋ方程和耗
散率ｅ方程。假定流体作定常流动，流体的各项运动
参数与时间无关，整个模拟过程为等温过程，流体是不
可压缩的。
１．１建立物理模型（见图１） 建立的除尘器过滤单元有１ ７６×２条布袋，布置
方式为８￣｝２２×２Ｎ，迎风面８条布袋，单条布袋尺寸
１６０×６５００（ｍｍ），布袋距边壁箱体距离０．４０ｍ，袋
底距灰斗２．７０ｍ，过滤风量是６６６７ｍ ／ｈ，设计的过滤风
速为０．９６ｍ／ｒａｉｎ，进风口的尺寸为０．９０×２．２０（ｍ），