大空间网城气流组织数值模拟及优化
发布时间：2021-03-08 14:27
室内环境不仅直接影响人们的工作效率,还会影响人们的身体健康,而诸多室内环境问题大多都与室内空气的气流组织形式有关,对于大量人群聚集的大空间网城而言,研究其空调区域内的气流组织形式对室内空气品质和热舒适性以及人的身体健康有着重要意义。 本文以大量人群聚集的大空间网城为研究对象,现场监测物理模型内的温度、速度、相对湿度、二氧化碳浓度等参数,并对其变化规律进行分析,在现有空调系统气流组织方式下,选用专业解算气流流动和传热的数值模拟软件Airpak对物理模型进行实际尺寸建模,求解温度、速度、二氧化碳浓度场。通过模拟值与实测值结果对比分析,发现两者的平均温度均为26℃,平均风速为0.26m/s,平均二氧化碳浓度为516ppm,两者数据基本吻合,但温度和风速都超过设计要求,不能满足实际工程需要。 据此,为了给空调区域内的人员提供健康舒适的室内环境,在本文中提出了几种适用于大空间的送风方案：上送下回、中送上回和下侧送上回,运用Airpak模拟软件对这三种送风方案的温度场、速度场、二氧化碳浓度场及PMV场和PPD场进行分析,通过这三种送风方式下各项模拟数据结果分析,得出以下结论： 1.采用上送下回送风方式,室内人员活动区域内平均温度值为25.89℃,大片区域风速值达到0.234m/s,平均二氧化碳浓度为498.32ppm,温度和风速值都高于设计值。 2.采用中送上回送风方式,室内人员活动区域内平均温度为24.95℃,平均风速为0.155m/s,平均二氧化碳浓度为466.71ppm,在这种方式下所得模拟结果都符合设计要求。 3.采用下侧送上回送风方式,平均温度为23.97℃,平均风速为0.19m/s,平均二氧化碳浓度值为456.02ppm,室内平均温度低于设计值,不能满足实际需要。 通过对所提出的三种送风方式的模拟结果对比分析,中送上回这种优化方案最适合此网城。
本文编号：2355204
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
文章目录
摘要
Abstract
目录
Contents
1 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 室内空气流动预测方法
1.3 CFD软件工作流程
1.4 国内外研究现状
1.5 本文研究的主要内容
2 湍流流动理论及数值模拟方法
2.1 湍流概念
2.2 湍流的数值模拟方法
2.2.1 直接模拟
2.2.2 大涡模拟
2.2.3 Reynolds时均方程模拟
2.3 湍流流动模型选择
2.4 区域的离散及网格划分
2.5 数值模拟软件
2.5.1 CFX
2.5.2 PHOENICS
2.5.3 STAR-CD
2.5.4 FLUENT
2.6 Airpak模拟软件
2.6.1 Airpak模拟软件简介
2.6.2 Airpak模拟软件的应用领域
2.6.3 Airpak软件的特点
2.6.4 Airpak软件求解步骤
2.7 本章小结
3 气流组织及室内空气评价指标
3.1 气流组织
3.1.1 常见的几种气流组织形式
3.1.2 气流组织的任务
3.2 风速指标
3.3 湿、温度指标
3.4 二氧化碳浓度指标
3.5 空气龄指标
3.6 热舒适度指标（PMV和PPD）
3.7 本章小结
4 物理模型的建立与数据处理
4.1 某大型网城概况
4.1.1 地理位置、气候条件
4.1.2 物理模型及内部设施介绍
4.2 物理模型工况参数
4.2.1 新风量的确定
4.2.2 冷负荷、湿负荷的计算
4.3 网城热环境数据监测与整理
4.3.1 现场测量工具的介绍
4.3.2 现场测量及数据整理分析
4.4 本章小结
5 现有空调系统数值模拟计算与分析
5.1 现有空调系统送风方式
5.2 建模过程及相关设置说明
5.3 模型的数值模拟计算
5.3.1 温度场模拟分析
5.3.2 速度场模拟分析
5.3.3 湿度场模拟分析
5.3.4 二氧化碳浓度场模拟分析
5.3.5 热舒适性评价（PMV和PPD）
5.4 本章小结
6 三种优化方案的气流组织模拟
6.1 上送下回方式的模拟
6.1.1 温度场、速度场、二氧化碳浓度场模拟
6.1.2 温度场、速度场、二氧化碳浓度场数据分析
6.1.3 热舒适性评价（PMV和PPD）
6.2 中送上回方式的模拟
6.2.1 温度、速度、二氧化碳浓度场模拟
6.2.2 温度场、速度场、二氧化碳浓度场数据分析
6.2.3 热舒适性评价（PMV和PPD）
6.3 下送上回方式的模拟
6.3.1 温度场、速度场、二氧化碳浓度场模拟
6.3.2 温度场、速度场、二氧化碳浓度场数据分析
6.3.3 热舒适性评价（PMV和PPD）
6.4 三种优化方案气流组织模拟结果比较
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
参考文献
期刊论文
[1]空调房间湍流流场的数值模拟[J]. 罗挺,许雅娟,刘益. 四川环境. 2005(02)
[2]FLUENT在暖通空调领域中的应用[J]. 赵琴,王靖. 制冷与空调(四川). 2003(01)
[3]零方程模型在大空间建筑热环境模拟中的应用[J]. 王刚,廉乐明,胡松涛,于志杰. 建筑热能通风空调. 2003(02)
[4]利用神经网络预测PMV指标[J]. 高立新,白桦. 哈尔滨建筑大学学报. 2002(05)
[5]CFD通用软件综述[J]. 姚征,陈康民. 上海理工大学学报. 2002(02)
[6]应用人工神经网络预测PMV指标[J]. 石磊,赵蕾,潘利辉. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2002(01)
[7]CFD基本算法及其在暖通空调领域中的运用[J]. 张智力,吴喜平. 能源技术. 2002(01)
[8]PMV图算法探讨[J]. 张锦松,刘安田,谭靖. 暖通空调. 2002(01)
[9]LARGE EDDY SIMULATION OF COMPLEX TURBULENT FLOWS:PHYSICAL ASPECTS AND RESEARCH TRENDS[J]. 李家春. Acta Mechanica Sinica. 2001(04)
[10]用零方程湍流模型模拟通风空调室内的空气流动[J]. 赵彬,李先庭,彦启森. 清华大学学报(自然科学版). 2001(10)
硕士论文
[1]某候车室气流组织的模拟研究[D]. 周成梅.安徽理工大学 2011
[2]体育馆不同气流组织方案的比较研究[D]. 杨尚一.天津大学 2007
[3]空调房间送风参数对室内空气流动影响的数值模拟研究[D]. 束永保.安徽理工大学 2005
本文编号：2355204
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/2355204.html
