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1、,用CFD方法进行空调房间气流组织模拟,设计者： 易聪华徐娓 指导教师：钱宇陆恩锡,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 结论 体会,顶部送风,底部送风,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,选择层高分别为3米和4.5米的两个空调房间进行模拟,算例选择,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；
2、3、在上述优化完成后，对两种空调方式进行比较。,二、数学模型,在本设计中采用标准k 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：,动量方程：,能量守恒方程：,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,设计内容（二） 模拟结果与分析,一、层高3米房间，传统送风方式,1、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
3、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。,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）,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
4、.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,z截面送风口处速度场,回风口速度场,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,层高3米，置换通风，z为1.1米处,层高
5、4.5米，置换通风，z为1.1米处,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,五、不同层高不同送风方式温度场的比较,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；,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。,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。,Thanks,
