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内置式中庭空调系统气流组织形式的数值模拟

作　者: 吕子强
导　师: 谢安国
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 热能与动力工程
关键词: 计算流体力学 中庭 气流组织 温度效率
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本文应用计算流体力学的理论和方法模拟了某商场中庭空调系统的气流组织情况。在对现有文献和理论成果充分分析的基础上,提出了空调房间非等温送风的模拟方法,包括湍流模型的选择、边界条件的计算和简化、内部热源的处理和网格的划分等环节。文章应用此方法对一经典非等温送风实验进行了模拟计算,通过将计算结果与实验数据的比较证明了本文模拟方法的正确性。利用商业CFD软件对几种不同的气流组织形式下中庭内部的温度场和速度场进行了模拟,并把结果直观的表示出来。利用现有评价指标,从舒适感和能量利用率两方面对计算所得到的气流分布情况进行评价,得出了适用于此种建筑特点的空调气流组织形式,为同类型空调工程的设计提供了参考。在计算基础上,考虑中庭结构的特殊性,对能量利用率指标——温度效率进行了修正。提出了适合内置式中庭的温度效率定义式,进一步完善了现有的气流组织评价体系。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
主要符号说明  6-7
目录  7-10
1 绪论  10-20
  1.1 课题背景  10-15
    1.1.1 气流组织形式的研究方法  10-12
    1.1.2 中庭建筑内环境的特殊性  12-15
  1.2 国内外的研究现状  15-18
    1.2.1 国内研究现状  15-17
    1.2.2 国外研究现状  17-18
  1.3 本文研究内容和技术路线  18-20
2 空调房间的气流组织  20-26
  2.1 气流组织的基本形式  20-21
  2.2 射流理论简介  21-23
    2.2.1 空气射流分类  22
    2.2.2 空气射流的特点  22-23
  2.3 气流分布性能评价  23-26
    2.3.1 对温度梯度的要求  24
    2.3.2 工作区的风速  24
    2.3.3 吹风感和有效吹风温度  24-25
    2.3.4.气流分布性能指标(ADPI)  25
    2.3.5 温度效率  25-26
3.湍流流动及其数学模型  26-34
  3.1 湍流概述  26-27
  3.2 湍流的模拟方法  27
  3.3 湍流流动基本模型  27-34
    3.3.1 零方程模型和一方程模型  27-28
    3.3.2 κ-ε两方程模型及其修正  28-31
    3.3.3 重正化群RNGκ-ε模型  31-34
4 空调房间的数值模拟  34-45
  4.1 建立控制方程  34-38
    4.1.1 连续方程  35
    4.1.2 动量守恒方程  35
    4.1.3 能量守恒方程  35-36
    4.1.4 控制方程的通用形式  36-38
  4.2 模型选择  38-40
    4.2.1 湍流流动模型  38-39
    4.2.2 风口模型  39-40
    4.2.3 辐射模型  40
  4.3 边界条件  40-43
    4.3.1 入口条件  40-41
    4.3.2 出口条件  41
    4.3.3 壁面边界条件  41-42
    4.3.4 近壁面附近区域的处理  42-43
  4.4 划分计算网格  43-44
  4.5 建立离散方程  44
  4.6 离散方程的求解及解的收敛  44
  4.7 小结  44-45
5 非等温送风小室模拟与实验结果的比较验证  45-48
  5.1 验证对象  45-46
  5.2 数值模拟  46
  5.3 模拟结果与实验对比  46-47
  5.4 小结  47-48
6 商场中庭部分空调气流组织形式的模拟  48-60
  6.1 模拟对象  48-49
  6.2 数值模拟  49-50
    6.2.1 风口模型  49
    6.2.2 边界条件  49
    6.2.3 网格划分  49-50
  6.3 模拟结果及分析  50-59
    6.3.1 工作区温度分布  50-52
    6.3.2 工作区速度分布  52-53
    6.3.3 中心立面温度分布  53-54
    6.3.4 中心立面速度分布  54-56
    6.3.5 工作区EDT和ADPI  56-58
    6.3.6 中庭温度效率修正  58-59
  6.4 小结  59-60
7 结论与展望  60-62
  7.1 本文的结论与创新  60
  7.2 展望  60-62
参考文献  62-67
致谢  67-68
攻读硕士学位期间发表的论文  68

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中图分类: > 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
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