內(nèi)置式客車空調(diào)氣流組織數(shù)值模擬

采用k-ε雙方程三維紊流模型,對yw25g型鐵路空調(diào)硬臥客車室內(nèi)氣流的溫度場和速度場進行了模擬.根據(jù)計算結(jié)果分析了室內(nèi)氣流組織的平均空氣齡,為鐵路空調(diào)客車空調(diào)氣流組織的設(shè)計提供了依據(jù)

隨著社會的不斷進步，人們生活水平的不斷提高，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人們對生活環(huán)境的研究范圍逐步擴大，而對暖通空調(diào)暖通空調(diào)氣流組織數(shù)值模擬進行研究，是我國今年來的一項重大研究，因暖通空調(diào)氣流組織數(shù)值模擬擁有其特殊性，所以在工程應(yīng)用中需要選取合適的方法。對此情況，本文談?wù)勁照{(diào)氣流組織數(shù)值模擬的特殊性。

文章建立了三種典型艙室的物理模型,在變風量空調(diào)系統(tǒng)不同運行工況下,進行了艙室氣流組織數(shù)值模擬分析研究,模擬分析結(jié)果表明,采用貼頂射流上送風、下回風方式符合變風量空調(diào)艙室舒適性氣流分布的要求。

針對相同室內(nèi)條件(冬季工況),采用不同的送風口位置的兩種模型,分別是上送上回和下送上回兩種送回風方式,運用airpak軟件對室內(nèi)溫度場、速度場進行了數(shù)值模擬計算,并根據(jù)模擬結(jié)果分析兩種送風形勢下室內(nèi)空氣品質(zhì)和人體舒適性,為寢室空調(diào)的室內(nèi)氣流組織形式優(yōu)化設(shè)計提供了研究依據(jù)。

從計算流體力學(xué)cfd應(yīng)用于暖通空調(diào)工程的角度,闡述了通風空調(diào)房間內(nèi)氣流組織數(shù)值計算的特殊性和難點,對風口模型、湍流模型、輻射模型、熱源模型、計算收斂速度以及復(fù)雜物理條件的描述等作了分析和介紹,并提出了相應(yīng)的對策或解決思路

室內(nèi)氣流組織數(shù)值模擬及仿真軟件——不同的氣流組織形式對室內(nèi)空氣品質(zhì)會產(chǎn)生影響，用cfd技術(shù)模擬氣流組織具體影響，將室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究體現(xiàn)在工程設(shè)計上是必要的。本文就數(shù)值方法和相關(guān)的氣流組織模擬軟件作了分析和介紹，并說明了在應(yīng)用過程中的步驟。

空調(diào)房間中由于送風時存在溫差,產(chǎn)生的浮升力對氣流流動有影響,本文采用了三維紊流的k-ε模型進行分析,并對其加入了浮升力的修正。在邊壁上利用高雷諾數(shù)的k-ε模型加壁面函數(shù)來處理邊界條件,據(jù)此,編制了相應(yīng)的計算機程序,并計算分析了一間典型賓館客房的氣流組織情況,其結(jié)果與實驗相當吻合。

針對相同室內(nèi)條件、不同送回風口位置下的兩種模型,運用暖通空調(diào)專用數(shù)值模擬軟件airpark,對室內(nèi)速度場、溫度場進行了數(shù)值模擬計算。并根據(jù)模擬結(jié)果分析不同送回風口位置下的空氣品質(zhì)和人體熱舒適,為教室等人員密集區(qū)域空調(diào)室內(nèi)的氣流組織形式優(yōu)化設(shè)計提供了研究依據(jù)。

應(yīng)用計算流體力學(xué)的理論和方法模擬建筑物室內(nèi)通風空調(diào)氣流組織的湍流流動;使用了k-ε模型與simple方法對室內(nèi)氣流組織進行模擬,并對方程的離散、耦合求解以及simple算法等數(shù)值計算問題進行了論述,并以帶熱源的空調(diào)空間的室內(nèi)氣流組織為實例作了數(shù)值模擬和討論

為了對chen提出的零方程模型進行評價,研究了三種典型的空調(diào)通風房間氣流組織工況(強迫對流、混合對流和自然對流),同時采用prandtl的混合長度理論和雙方程k-ε湍流模型的計算結(jié)果作為比較。研究表明,總體來說prandtl的混合長度理論能夠獲得比chen的零方程模型更好的結(jié)果;從這兩種零方程模型的構(gòu)造分析,prandtl混合長度理論較為合理,但chen的零方程模型更容易收斂。相對于雙方程k-ε湍流模型,零方程模型仍屬于低級模型,計算精度有限,但它能極大地節(jié)約計算資源。

本文以鐵路空調(diào)客車為研究對象,采用k-ε雙方程模型,對客車室內(nèi)的氣流組織進行數(shù)值模擬,得到了有車內(nèi)熱負荷存在時的車內(nèi)溫度、速度場分布模擬計算結(jié)果。通過與試驗結(jié)果的對比,對影響車內(nèi)溫度、速度場的因素進行了初步分析。

采用雙方程三維紊流模型，對yw250g鐵路空調(diào)硬臥客車室內(nèi)氣流的溫度場和速度場進行模擬，根據(jù)計算結(jié)果分析了室內(nèi)氣流組織的平均空氣齡，為鐵路空調(diào)客車空調(diào)氣流組織的設(shè)計提供了依據(jù)。

空調(diào)車內(nèi)氣流組織研究是車廂內(nèi)熱環(huán)境控制的基礎(chǔ),合理的車內(nèi)氣流組織可有效地改善乘客的冷熱舒適性。采用k-ε湍流模型對25k型空調(diào)硬臥車內(nèi)氣流組織進行了數(shù)值模擬,研究了不同送風方式和送風參數(shù)下車內(nèi)空氣流場和溫度場分布規(guī)律,并與實驗結(jié)果進行了對照,兩者基本一致。研究結(jié)果對于改善硬臥車內(nèi)人體冷熱舒適性提供了理論依據(jù),對車內(nèi)氣流組織優(yōu)化設(shè)計有指導(dǎo)意義

針對某地下人防指揮大廳人員和散熱設(shè)備分布規(guī)律,選取不同的送風口數(shù)量、送風口尺寸、送風口布置方式和送風速度,提出了3個設(shè)計方案。利用cfd軟件對各方案的溫度分布、速度分布進行了模擬,確定了合理的送風口位置和最佳的送風參數(shù),得到了滿足人體熱舒適性要求的設(shè)計方案。

根據(jù)jb/t9066-1999標準,設(shè)計并建立了空調(diào)機組性能測試室;利用k-ε湍流模型,對空調(diào)機組性能測試室內(nèi)氣流組織進行三維空間數(shù)值模擬;采用交錯網(wǎng)格控制容積法將計算區(qū)域進行離散,用simple算法求解離散控制方程。模擬結(jié)果表明,測試室內(nèi)的溫度、速度分布均勻,滿足柜式風機盤管機組的測試要求,并與實測數(shù)據(jù)相吻合。

連通類高大空間氣流組織數(shù)值模擬研究——本文將cfd技術(shù)應(yīng)用到對科技館建筑氣流組織設(shè)計優(yōu)化中，解決實際工程中遇到的連通類高大空間的問題，并對cfd技術(shù)在暖通空調(diào)領(lǐng)域設(shè)計環(huán)節(jié)的應(yīng)用進行了一定的探索。

以計算流體力學(xué)和傳熱學(xué)為基礎(chǔ),采用計算流體力學(xué)軟件fluent,針對某型空調(diào)客車,運用k-ε湍流模型及貼體坐標對空調(diào)客車室內(nèi)流場、溫度場及co2質(zhì)量分數(shù)進行數(shù)值計算。以人體呼出的co2作為污染源,研究車室co2質(zhì)量分數(shù)分布。研究結(jié)果表明:人體散熱和太陽輻射對客車室內(nèi)流場、溫度場影響較大;乘坐區(qū)乘客頭部高度水平內(nèi)溫度分布較均勻,駕駛區(qū)溫度偏高,對熱舒適性產(chǎn)生不利影響;駕駛區(qū)的co2質(zhì)量分數(shù)較低,車箱后部區(qū)域co2質(zhì)量分數(shù)低于中部區(qū)域co2質(zhì)量分數(shù),但座位區(qū)由于乘客密集,人體呼吸區(qū)污染物易聚集,co2質(zhì)量分數(shù)偏高;車內(nèi)空氣都從回風口排出,車室內(nèi)中部污染物co2質(zhì)量分數(shù)嚴重偏高。

本文用fluent軟件對小型家用中央空調(diào)氣流組織進行數(shù)值模擬,以熱線風速儀法測定流場輔助數(shù)值模擬驗證。通過對原始模型數(shù)值模擬計算,提出了改善與優(yōu)化測試室氣流組織的方法。

夏季空調(diào)房間氣流組織的數(shù)值模擬——應(yīng)用計算流體力學(xué)方法對夏季空調(diào)房間兩種送風參數(shù)下的室內(nèi)氣流組織進行了數(shù)值模擬，給出了速度場和溫度場的分布狀況，通過對比分析，指出舒適性空調(diào)夏季采用較低的送風速度能使室內(nèi)溫度場和速度場分布更均勻。

基于fanger提出的熱舒適pmv和ppd評價指標,針對夏、冬兩季空調(diào)室內(nèi)三種不同氣流組織方式下熱舒適環(huán)境進行了數(shù)值模擬研究,并在標準氣流室內(nèi)針對典型計算工況進行熱舒適度測試實驗,數(shù)值模擬結(jié)果與測試結(jié)果進行了對比分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)側(cè)下送上回氣流組織方式人體熱舒適感覺較好。研究結(jié)論為氣流組織優(yōu)化設(shè)計和空調(diào)室內(nèi)熱舒適環(huán)境的改善提供了參考依據(jù)。

應(yīng)用計算流體力學(xué)方法對夏季空調(diào)房間兩種送風參數(shù)下的室內(nèi)氣流組織進行了數(shù)值模擬,給出了速度場和溫度場的分布狀況,通過對比分析,指出舒適性空調(diào)夏季采用較低的送風速度能使室內(nèi)溫度場和速度場分布更均勻。

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)送風和采用中部側(cè)送風與側(cè)墻孔板送風相結(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。