大空間建筑空調(diào)稀釋型送風(fēng)方式三維數(shù)值模擬

建立大會議室物理模型；利用fluent軟件對高大空間建筑在不同條件的側(cè)送下回送風(fēng)方式進行數(shù)值模擬；根據(jù)模擬結(jié)果；分析會議室相關(guān)位置速度場和溫度場；并進行對比研究；提出側(cè)送下回風(fēng)的一種較佳的合理方案；

高大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜,初投資昂貴,在設(shè)計時有必要對其設(shè)計方案、氣流組織、舒適性等加以模擬預(yù)測。本文就天津國際展覽中心擴建工程b展廳現(xiàn)狀空調(diào)方案用fluent公司推出的專業(yè)軟件airpak2.1對其空調(diào)系統(tǒng)的熱舒適性與氣流組織進行模擬研究。該研究為高大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計、模擬氣流組織和熱舒適性等提供了方法及理論依據(jù)。

以天津國際展覽中心擴建工程b展廳為研究對象,利用fluent公司推出的專業(yè)軟件airpak2.1對其分層空調(diào)改進方案熱舒適性與氣流組織進行了模擬研究。分析得出分層空調(diào)設(shè)計方案應(yīng)用于高大空間建筑不僅能保證工作區(qū)合理氣流組織設(shè)計及熱舒適性,而且對降低初投資、節(jié)省運行費用、建筑節(jié)能有重大意義。同時表明該模擬研究對高大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能與優(yōu)化設(shè)計具有重要的指導(dǎo)意義。

利用數(shù)值模擬的方法,以采用分層空調(diào)的某大空間為例,模擬了全部采用中部側(cè)送風(fēng)和采用中部側(cè)送風(fēng)與側(cè)墻孔板送風(fēng)相結(jié)合的兩種氣流組織方式下的流場,分析了兩種不同氣流組織方式下流場的特點,得到了有利于大空間建筑實現(xiàn)節(jié)能和舒適熱環(huán)境的氣流組織方式。

用fidap軟件模擬了一典型大空間建筑空調(diào)采用置換通風(fēng)送、回風(fēng)口同側(cè)布置、異側(cè)布置的室內(nèi)空氣流動的速度場和溫度場。空氣流動物理模型是以不可壓縮、雷諾平均的納維爾-斯托克斯方程為基礎(chǔ)的。紊流模型使用k-ε兩方程模型。結(jié)果表明:回風(fēng)口與送風(fēng)口同側(cè)布置、異側(cè)布置對置換通風(fēng)的氣流組織影響不大,置換通風(fēng)在大空間建筑空調(diào)中有應(yīng)用價值。

本文采用數(shù)值模擬方法預(yù)測由近地三維流動風(fēng)引起的建筑物的表面風(fēng)壓。文中運用一種擴展的ｋ－ε紊流封閉模型，導(dǎo)得了穩(wěn)態(tài)流動風(fēng)的統(tǒng)一形式的控制微分方程。采用控制容積法對微分方程作了離散，ｓｉｍｐｌｅｃ壓力校正迭代算法實現(xiàn)了非線性離散化方程的求解。實例計算與分析比較表明，本文的模擬方法改善了對建筑物側(cè)風(fēng)面和頂面風(fēng)壓值的預(yù)測。

本文通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)物理模型,利用phoenics對空調(diào)房間的室內(nèi)熱環(huán)境進行了數(shù)值模擬,得出了空氣溫度、流速的分布圖,并對模擬房間進行了實驗測試,對模擬結(jié)果與實測結(jié)果進行了分析、比較。分析結(jié)果表明模擬值與實測值的吻合度很好,這表明所建立的模型是正確的,模擬結(jié)果是可信的。

采用fds模型模擬了大空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)的煙氣運動過程,分析了不同排煙模式下煙氣控制的效果。模擬結(jié)果表明,補氣口面積、火源功率對排煙效果影響較大;而排煙口的布置方式和排煙速率的影響較小。

針對大學(xué)課室上課人數(shù)不固定的情況,采用室內(nèi)零方程模型,對教室內(nèi)的熱環(huán)境進行了數(shù)值模擬,研究了教室空調(diào)末端在不同送風(fēng)方式下,室內(nèi)人員的熱舒適性情況,并用現(xiàn)場實測結(jié)果對模擬結(jié)果進行了驗證。結(jié)果表明,根據(jù)教室不同位置人員的密集程度,合理選取末端送風(fēng)方式并遠(yuǎn)程控制各末端設(shè)備的開關(guān),能夠在保證課室人員熱舒適性的情況下,達(dá)到空調(diào)末端節(jié)能的目的。

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中送風(fēng)口出流特性是影響室內(nèi)氣流組織的重要因素.在用數(shù)值模擬方法預(yù)測室內(nèi)氣流組織時,通常將送風(fēng)口處的氣流速度分布簡化為均勻分布,而實際的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng),送風(fēng)口前常接有彎頭、三通、變徑等部件,送風(fēng)口出流可能存在不均勻.通過對送風(fēng)管段內(nèi)三維流動的數(shù)值模擬,分析送風(fēng)口處的氣流分布情況.數(shù)值模擬結(jié)果表明各送風(fēng)口處流速分布存在不同程度的不均勻現(xiàn)象,如果進行室內(nèi)氣流組織的數(shù)值計算時,仍按均勻分布進口邊界條件給定,則將會產(chǎn)生較大的誤差.

通風(fēng)空調(diào)送風(fēng)管段內(nèi)三維流動的數(shù)值模擬——通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中送風(fēng)口出流特性是影響室內(nèi)氣流組織的重要因素．在用數(shù)值模擬方法預(yù)測室內(nèi)氣流組織時，通常將送風(fēng)口處的氣流速度分布簡化為均勻分布，而實際的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，送風(fēng)口前常接有彎頭、三通、變徑等部件。送風(fēng)...

模擬了工位空調(diào)的3種不同送風(fēng)形式(桌面送風(fēng)、頂棚送風(fēng)、地板送風(fēng))以及傳統(tǒng)的中央送風(fēng)方式下送風(fēng)氣流在人體活動區(qū)形成的溫度場、速度場以及pmv的分布.結(jié)果表明使用桌面工位空調(diào)送風(fēng)室內(nèi)的熱舒適情況較好,能量利用效率最高,優(yōu)于其他工位送風(fēng)方式.

工位空調(diào)不同送風(fēng)方式的模擬分析——模擬了工位空調(diào)的3種不同送風(fēng)形式(桌面送風(fēng)、頂棚送風(fēng)、地板送風(fēng))以及傳統(tǒng)的中央送風(fēng)方式下送風(fēng)氣流在人體活動區(qū)形成的溫度場、速度場以及pmv的分布．結(jié)果表明使用桌面工位空調(diào)送風(fēng)室內(nèi)的熱舒適情況較好，能量利用效率最高...

高大空間建筑的自然通風(fēng)模擬案例研究——對大空間玻璃幕墻建筑，將多區(qū)域流體網(wǎng)絡(luò)計算軟件contamw與熱流及熱平衡計算的matlab程序相結(jié)合，以實現(xiàn)其自然通風(fēng)與熱的耦合計算，同時，利用建筑性能模擬軟件ecotect計算玻璃幕墻的入射輻射量，以實現(xiàn)精確的室內(nèi)熱流計...

用傳統(tǒng)的模型試驗或通過經(jīng)驗公式求解射流的方法,所獲得的列車車內(nèi)氣流組織的結(jié)果是不太精確的,利用數(shù)值模擬的方法計算空調(diào)列車室內(nèi)氣流組織已被廣泛應(yīng)用,但通常計算時沒有考慮太陽輻射引起室內(nèi)負(fù)荷的再分配的問題,從而使計算結(jié)果具有較大的局限性。本文首先由montecarlo和gebhart方法計算出了太陽輻射室內(nèi)負(fù)荷的再分配,并以此為基礎(chǔ)建立了空調(diào)列車氣流組織數(shù)值模型的邊界條件。采用kε雙方程模型作為控制方程進行了數(shù)值求解,與實驗結(jié)果對照表明,數(shù)值計算所建的物理和數(shù)學(xué)模型及簡化措施是合理的。

1 大空間建筑空調(diào)設(shè)計概述 摘要：本文概述了大空間建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的負(fù)荷特 性、空調(diào)風(fēng)量和換氣次數(shù)、空調(diào)方式和氣流組織及有關(guān)問 題，并對空調(diào)的冷熱源和節(jié)能問題進行了闡述。關(guān)鍵詞：大 空間負(fù)荷特性氣流組織空調(diào)方式節(jié)能前言：20世紀(jì)以 來，隨著人類生存和發(fā)展的需求，各國競相建造了規(guī)模宏 大的公共建筑電影院、劇場、體育館、展覽館、空港航站 樓、高層建筑內(nèi)的中庭等的建筑內(nèi)的建造越來越引起人們的 興趣和關(guān)注。為了充分發(fā)揮這些建筑的功能，創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的環(huán) 境，暖通空調(diào)技術(shù)必須也要不斷的進步。傳統(tǒng)的大空間建筑 體型結(jié)構(gòu)、功能變化較少，工程上已積累了豐富的經(jīng)驗?，F(xiàn) 代的大空間建筑造型奇特，尺寸龐大，依靠傳統(tǒng)的經(jīng)驗難以 滿足各方面的要求，需要借助計算機的模擬來進行設(shè)計預(yù) 測。下面對大空間建筑的空調(diào)設(shè)計做一簡要概述。一、大空 間建筑的特征（1）大空間高度高。這是形

本文采用k-ε紊流模型,對大空間分層空調(diào)氣流組織進行了三維紊流模擬,通過與模型試驗及現(xiàn)場測試結(jié)果相比較,證明了計算結(jié)果的正確性,為大空間復(fù)雜氣流的研究和優(yōu)化設(shè)計提供了一種新的方法。

利用分層氣流組織有利于大空間建筑的節(jié)能和熱舒適。本文分析了大空間建筑的負(fù)荷特性,認(rèn)為內(nèi)部垂直溫度分布對大空間得失熱有著重要的影響,介紹了典型的側(cè)送風(fēng)實現(xiàn)分層氣流組織的方法及其在大空間建筑中的應(yīng)用,探討了在夏季和冬季條件下的分層氣流組織的實現(xiàn)方式,通過數(shù)值模擬研究了分層氣流組織在兩個季節(jié)中流場分布特點,為大空間建筑暖通系統(tǒng)的節(jié)能和室內(nèi)熱環(huán)境的改善提供依據(jù)。

對地下高大廠房改變空調(diào)送風(fēng)量,改變風(fēng)口數(shù)量、風(fēng)口布置方式、送風(fēng)風(fēng)速的室內(nèi)氣流進行模擬計算,得出了不同送風(fēng)方案工作區(qū)的平均溫度、速度及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差,最后分析了對工作區(qū)溫度場和速度場的影響因素并得到了最優(yōu)的設(shè)計方案,這種數(shù)值模擬方法對地下高大廠房空調(diào)模型試驗及其空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計有重要指導(dǎo)意義。

利用大渦模式對大空間建筑物室內(nèi)氣流進行模擬研究,并取得了良好的效果。模擬的內(nèi)容包括:(1)在機械通風(fēng)情況下,當(dāng)存儲貨物的倉庫發(fā)生火災(zāi)時,將會改變室內(nèi)的溫度場和流場的分布;(2)在自然通風(fēng)情況下,簡單方形鈍體建筑物以及大型體育館室內(nèi)的流場狀況。對以上模擬結(jié)果的分析表明,發(fā)生火災(zāi)時,室內(nèi)流場主要是由熱力作用支配,通風(fēng)口的位置、通風(fēng)氣流的熱力性質(zhì)、室內(nèi)物品的堆放方式以及室內(nèi)物品的熱力屬性都會在很大程度上影響室內(nèi)的流場和溫度場。在自然通風(fēng)情況下,室外的氣流狀況和通風(fēng)口的位置對室內(nèi)的氣流都有很大的影響,室外的風(fēng)速大小和風(fēng)向分別對室內(nèi)風(fēng)速的大小和流場分布有重要影響,而通風(fēng)口的位置主要影響室內(nèi)氣流分布狀況。由于決定室內(nèi)氣流的因素很多,所以像體育館這種對室內(nèi)氣流和空氣質(zhì)量要求比較高的建筑物,要評價以及設(shè)計其通風(fēng)效果及室內(nèi)空氣品質(zhì)必須針對具體情況從多個方面作具體分析。

應(yīng)用零方程模型進行大空間建筑熱環(huán)境的有限元數(shù)值模擬,利用零方程模型簡單快速的特點求解對精度要求不高但對速度比較敏感的大型工程問題。對于實際應(yīng)用中出現(xiàn)的數(shù)值發(fā)散現(xiàn)象,引入對水平對流項的supg方法。并通過工程實際應(yīng)用對算法進行了驗證。

大空間建筑由于其功能、結(jié)構(gòu)上的特殊性,使得現(xiàn)有的消防規(guī)范不能滿足其防火要求,特別是針對大空間建筑的防排煙設(shè)計就更為不適用。性能化設(shè)計方法是目前防火領(lǐng)域最先進的技術(shù),水噴淋系統(tǒng)作為大空間建筑原有的消防設(shè)施其對火災(zāi)煙氣輸運的影響,已作為一項重要的性能參考指標(biāo)。筆者從數(shù)值模擬的角度出發(fā),利用流體動力學(xué)軟件fds,研究有無噴淋情況下火源功率能量傳遞及羽流煙氣的輸運過程。通過對兩種火災(zāi)場景下火羽流溫度、地面?zhèn)鲗?dǎo)熱通量及輻射熱通量的對比分析,探討了火羽流流場分布形式,為大空間建筑的防排煙設(shè)計提供有力參考。