气流组织对室内空气品质影响的数值模拟

论文题目: 气流组织对室内空气品质影响的数值模拟

论文类型: 硕士论文

论文专业: 供热,供燃气,通风与空调工程

作者: 蔡芬

导师: 胡平放

关键词: 气流组织,室内空气环境,空气品质

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 空调室内的气流组织对室内的空气环境,空气品质有着重要的影响,直接关系着室内的温度、湿度、洁净度、区域温差、区域流速及空调能耗,是空气调节的一个重要环节,因此成为工程设计中必须考虑的一个重点。有效地通风和合理的气流组织对于改善室内空气品质,控制室内污染物浓度,保证实现健康建筑、健康舒适性空调有着重要的意义。由于室内空气分布受到诸多因素的影响,故揭示其分布规律比较困难。近年来,随着计算机的发展和应用,数值求解的能力越来越高,为直接以理论流体力学计算气流组织创造了条件。“计算流体动力学”(Computational Fluid Dynamics)是伴随着计算机的出现而兴起的一门新科学,因此利用CFD方法对气流组织进行数值模拟方兴未艾。本文利用FLUENT软件,以计算流体力学和传热学为基础,建立了散流器上送侧回、百叶上侧送上回、百叶上侧送下回、置换通风,这四种典型通风方案的气流组织形式的物理及数学模型,应用计算流体动力学的理论和方法模拟建筑物室内通风空调气流的湍流流动,在对物理模型和数学模型进行理论分析和假设的基础上,运用κ?ε模型与SIMPLE方法对室内气流组织进行了三维数值模拟,边界条件采用κ?ε模型结合壁面函数的方法进行处理,同时对湍流及其模型、方程离散、方程组的耦合联立求解以及SIMPLE算法等数值计算等问题进行了论述。本文主要将置换通风空调系统和混合通风空调系统进行了系统的对比,结果表明,进风口风速较低时,置换通风空调系统在温度场、污染物浓度场、通风效率及人体热舒适性等方面均优于混合空调系统; 同时对进风口新风中所包含的污染物含量对此种污染物在室内浓度分布的影响进行了研究,结果表明,进风口新风中所包含的污染物含量会影响到此种污染物在室内浓度的分布。最后,本文对各种气流组织形式下,建筑物室内流场、温度场、浓度场的数值模拟的结果进行分析比较,找出既节能又能较好地改善室内空气品质的气流组织形式,并用于指导集中空调气流组织设计,真正意义上达到舒适性健康空调的目的。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 课题研究的来源

1.2 研究室内气流组织的意义

1.3 国内外研究室内气流组织的现状与发展前景

1.4 本课题的主要内容

2 空调系统中气流组织

2.1 气流组织的任务

2.2 气流组织的常用形式

2.3 气流组织的研究方法

2.4 室内气流组织的评价指标

3 数值模拟的理论及方法

3.1 紊流流动及其数学模型

3.2 控制方程的离散

3.3 代数方程的求解和算法

4 室内流场的物理模型及模拟计算方法

4.1 物理模型及简化假设

4.2 控制方程及边界条件

4.3 网格的生成

4.4 数值计算

5 几种典型空调气流组织形式的性能分析

5.1 空调系统的通风方式

5.2 各种气流组织形式的物理模型

5.3 本章小结

6 论文小结和展望

6.1 全文小结

6.2 进一步工作的建议

致谢

参考文献

附录1 在攻读学位期间发表论文目录

发布时间: 2006-04-12

参考文献

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气流组织对室内空气品质影响的数值模拟

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