毕业论文移动版

舱室气流组织数值模拟国内外研究现状现如今，主要能够通过传统射流理论法，区域模型法，模型实验法以及计算流体力学法来进行设计前的预测手段[6]。前面三种方法都由于自身的一些局限性和不完善在这次设计并不适用，所以我们选择计算流体力学法来研究室内空气环境的分布情况，由于计算流体力学法有着成本低，周期短这些优点，所以在暖通空调设计师中得到了越来越广泛的使用。86824

1 流体力学计算法（CFD）简介

计算流体力学方法（简称CFD）是一种模拟仿真技术，随着计算机技术和数值计算的发展，计算流体力学法也得到了飞速的发展。从实际上说它就是在计算机上利用程序进行模拟实验，我们通常称之为“虚拟实验”[7]。

 和其他的实验研究相比，数值模拟有着如下独特的优点：

 1、成本消耗低，能够尽快得出实验结果，能够对实验中难测出的数据进行估测，能够适用于绝大多数的工程。

 2、可以较为详细得显示出室内流体的分布情况，将室内流体流体的细节，如：压力场，空气龄，速度场等分布的实时变化特点较为准确的反映出来

 3、具有很好的重复性，能够较为容易得对条件实施控制，通过对模拟过程的多次重复，能够更容易看出一个参数变化的规律。

 4、能够通过可视化技术将流体流动的实际情况再现，有利于广大空调工程和建筑师对其进行相关的研究和分析。论文网

 计算流体力学方法是用计算机作为计算工具，和一些周期较长、费用相对昂贵的模型实验相比，其最大的优点是所消耗的成本低，周期短，相对于建立相应的模型实验，计算机运行的成本也要低很多倍，当研究复杂的物理对象时，CFD相对于其他研究方法的优势就能够更加明显的显示出来。

 计算流体力学法工作的基本原理就是用一些有限个离散点上变量值的集合来代替原本在空间域或者时间域上连续的物理量的场，并按照一定的规则和方式建立和这些离散点上变量有着必然联系的代数方程组，求解代数方程组以此来获得场变量的近似值[8]。

 使用CFD对流体流动进行数值模拟的过程通常有以下几个步骤：

 1、结合工程和物理问题的实际情况建立能够反映它们本质的数学模型。说的具体点就是建立微分方程并用其来反映问题各个量之间的关系以及这些量之间所相对应的定解条件，这部分是数值模拟的根据点。

 2、针对控制方程寻找一个效率高、准确率高的计算方法。这里的计算方法既包括了微分方程的离散化以及求解的方法，同时还包括这建立贴体坐标，处理边界条件等。这是CFD的核心内容部分[9]。

 3、将室内的环境情况通过软件本身自带的或者设计者自行编制的程序进行计算，包括结合室内实际情况将计算网格进行划分，将初始条件和边界条件进行输入，设置控制参数，这部分所消耗的时间在整个工作过程中所占的比例最高。

 4、显示计算结果。通过软件中的各个选项将分析问题，用图标等方式将所需的各种参数显示出来，这对空气品质的分析判断和检查有着重要的参考价值。

2 国外应用研究的现状

在20世纪60年代末，用CFD方法研究通风空调中的气流组织问题在国外得到了初步的应用。英国人Thom在1933年首次通过数值求解了二维粘性流体偏微分方程，这一重大的行为标志着CFD的诞生[10]。美国国家标准协会在1986年对当时全世界范围内使用CFD技术模拟室内空气流动进行研究的发展现状和前景进行了总结，并为此专门成了研究机构。1974年丹麦的Nielsen学者利用CFD方法模拟了室内空气流动情况，并将结果显示和实验数据进行对比，证明了计算结果是可信的[11]。 (责任编辑：qin)