| 【中文题名】 | CFD技术在连通类高大空间空调系统设计中的应用研究 |
| 【英文题名】 | Application Research of CFD Technology in Air Condition System Design of Run-Through Large Space |
| 【学科专业】 | 流体力学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-13 |
| 【中关键词】 | CFD,连通高大空间,气流组织,评价体系,设计优化, |
| 【英关键词】 | CFD,run-through large space,air distribution,evaluation system,design Optimization, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>房屋建筑设备>空气调节、采暖、通风及其设备>空气调节>空气调节系统 |
| 【论文摘要】 |
随着计算流体力学(CFD)技术的发展,设计人员可以在设计阶段对室内气流组织进行预测,可以对各种参数进行分析评价,从而可以选择既能保障工艺需要、满足人体舒适性,同时又能创造良好室内空气品质和节能的气流组织形式。然而,目前我国设计工作者利用CFD技术指导工程设计还处于摸索阶段,不能够实时地利用CFD技术辅助工程设计,这与我们研究工作者对CFD技术辅助工程设计的应用性研究开展不够有很大关系。本文就是将CFD技术应用到对科技馆建筑气流组织设计优化中,解决实际工程中遇到的连通类高大空间的问题,并对CFD技术在暖通空调领域设计环节的应用进行了一定的探索。
连通类高大空间是一种新兴的高大空间建筑形式,数量相对较少,其建筑功能和特点与以往的高大空间建筑有所不同,因此不能采用相同的气流组织形式进行设计。这就需要我们研究工作者对此种高大空间形式气流组织这一崭新课题进行研究。本文首先针对科技馆气流组织设计的特点,使用商业软件Fluent,在简化模型的基础上,采用标准k ?ε模型,分析连通类高大空间建筑的空气流动现象以及空间内的温度场、速度场分布等,并将此研究结果应用到实际工程中。其次,对科技馆类连通高大空间建筑的... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第1章 绪论 |
9-18 |
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1.1 课题背景 |
9-10 |
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1.2 建筑模拟分析形势和不同主体面临的任务 |
10-11 |
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1.3 连通类高大空间建筑的类型及其空调系统的特征 |
11-14 |
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1.3.1 连通类高大空间的类型和特点 |
11 |
|
1.3.2 连通类高大空间建筑存在的问题 |
11-12 |
|
1.3.3 连通高大空间空调负荷研究 |
12-13 |
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1.3.4 高大空间空调气流组织的研究 |
13-14 |
|
1.4 国内外现状研究 |
14-17 |
|
1.4.1 CFD在暖通空调领域应用 |
14-15 |
|
1.4.2 高大空间建筑通风系统研究现状 |
15-16 |
|
1.4.3 暖通空调设计现状研究 |
16-17 |
|
1.5 本文课题的主要研究内容 |
17-18 |
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第2章 CFD的理论基础及Fluent软件介绍 |
18-29 |
|
2.1 湍流流动概述 |
18 |
|
2.2 模拟湍流的方法 |
18-26 |
|
2.2.1 直接模拟(DNS) |
19 |
|
2.2.2 大涡模拟(LES) |
19-20 |
|
2.2.3 Reynolds(雷诺)时均方程 |
20-21 |
|
2.2.4 k-ε两方程模型 |
21-22 |
|
2.2.5 浮力驱动流动与自然对流 |
22-23 |
|
2.2.6 Boussinesq 模型 |
23 |
|
2.2.7 不可压缩理想气体模型 |
23-24 |
|
2.2.8 辐射模型 |
24-26 |
|
2.3 数值解法 |
26-27 |
|
2.3.1 离散方法 |
26 |
|
2.3.2 流场数值计算的SIMPLE算法 |
26-27 |
|
2.4 Fluent软件介绍 |
27-28 |
|
2.4.1 Fluent概述 |
27 |
|
2.4.2 Fluent求解步骤 |
27-28 |
|
2.5 本章小结 |
28-29 |
|
第3章 连通类高大空间气流组织数值模拟研究 |
29-59 |
|
3.1 工程概况 |
29-30 |
|
3.2 模型的建立 |
30-33 |
|
3.2.1 空间的几何模型 |
30-31 |
|
3.2.2 物理模型的建立及边界条件的确定 |
31-33 |
|
3.2.3 主要设计及气象参数 |
33 |
|
3.2.4 各厅室内设计参数 |
33 |
|
3.3 Fluent计算设置 |
33-35 |
|
3.3.1 网格的划分 |
33-34 |
|
3.3.2 紊流模型的选择及方程的离散 |
34 |
|
3.3.3 收敛标准的确定 |
34-35 |
|
3.4 模拟工作的内容及结果 |
35-57 |
|
3.4.1 连通高大空间典型切面及各厅代表直线的选取 |
35-36 |
|
3.4.2 通廊送风温度对各厅气流分布的影响 |
36-43 |
|
3.4.3 通廊送风速度对各厅气流分布的影响 |
43-50 |
|
3.4.4 侧送风角度对各厅气流分布的影响 |
50-57 |
|
3.5 本章小结 |
57-59 |
|
第4章 科技馆类气流组织评价体系研究 |
59-68 |
|
4.1 常用气流组织评价指标 |
59-62 |
|
4.1.1 气流组织均匀性评价 |
59 |
|
4.1.2 吹风感和气流分布性能指标 |
59-60 |
|
4.1.3 投入能量利用系数及换气效率 |
60 |
|
4.1.4 预测平均投票率(PMV)及预测不满意百分数(PPD) |
60-62 |
|
4.2 人员分布密度 |
62-65 |
|
4.2.1 加权PMV（IPMV） |
63 |
|
4.2.2 修正换气效率 |
63-64 |
|
4.2.3 改进修正能量利用系数 |
64-65 |
|
4.3 人员满意度 |
65-66 |
|
4.4 修正换气效率和改进修正能量利用系数及其评分 |
66 |
|
4.5 科技馆高大空间气流组织评价体系 |
66-67 |
|
4.5.1 权重系数的确定 |
66-67 |
|
4.5.2 科技馆高大空间气流组织形式综合评分办法 |
67 |
|
4.6 本章小结 |
67-68 |
|
第5章 CFD技术辅助实际工程设计的应用研究 |
68-84 |
|
5.1 CFD技术优化实际工程设计时应遵循的原则 |
68 |
|
5.2 模拟前的假设 |
68-69 |
|
5.3 数值模拟优化实际工程设计的思路和步骤 |
69 |
|
5.4 夏季工况条件的设定 |
69 |
|
5.5 夏季工况模拟计算 |
69-72 |
|
5.6 不同工况计算结果及分析 |
72-81 |
|
5.6.1 温度场分析 |
72-75 |
|
5.6.2 速度场分析 |
75-78 |
|
5.6.3 PMV分析 |
78-81 |
|
5.7 气流组织评价及对比 |
81-83 |
|
5.8 本章小节 |
83-84 |
|
结论 |
84-85 |
|
参考文献 |
85-90 |
|
致谢 |
90 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.125564 |
