基于CFD的飞机客舱热舒适性和污染物浓度分布的数值模拟

应用CFD方法建立了Boeing 737头等客舱内环境和飞机管道的三维模型,对客舱内流场进行仿真分析,模拟分析了在不同送风速度时的温度场、速度场、污染物NO2的浓度场。以客舱内的空气分布特性指标(Air Diffusion Performance Index,ADPI)作为热舒适评价依据,以客舱内NO2的浓度反映客舱的空气质量,采集所需要的数据,通过Gaussian拟合曲线法,作出ADPI、客舱内NO2浓度与送风口速度的函数关系,再建立一个综合评价热舒适性和NO2浓度分布的目标函数,最后求出目标函数取最大值时候的送风速度,这个速度可以为实际桥载空调控制中送风速度的选取提供参考。

CFD技术在绿色建筑室内外通风设计中的应用

利用CFD模拟技术软件,按绿色建筑评价要求,对中国移动南方基地2.1栋室内外风环境进行数值模拟。根据各季节主导风向和平均风速,模拟得出建筑周围的风速分布规律,为室内自然通风环境提供了良好的条件;继而利用CFD模拟技术研究太阳辐射诱导热压通风条件下的自然通风状况;针对内设中庭、外设玻璃幕墙的建筑结构,对不同的开口设计方案进行比较分析,以换气次数、风速、气流组织均匀性等参数为评价指标选取适用于本建筑的最优方案。

CFD数值模拟在着装人体传热研究中的应用进展

“人体-服装-环境”系统热传递机制的研究是评价着装人体热舒适、评估职业环境热安全的理论基础,对保障人员生命安全具有重要意义。CFD数值模拟是继物理实验研究之后的重要研究手段,可以在一定程度上补充实验研究。文章从CFD传热模型的建立方法出发,介绍了人体、服装、环境模型的构建方法,讨论了模型的验证参数及其测试手段,并分析了CFD方法在着装人体传热研究中的应用现状,最后从CFD传热模型的建立和应用角度提出目前存在的不足及未来的研究趋势。今后应完善数值服装模型的建立手段,并基于动态网格划分技术建立动态衣下空气层模型,最后对CFD模型的验证建立规范的评价标准。

自然通风作用下计算机房夏季热环境数值模拟

为了研究自然通风作用下计算机房夏季热环境能否满足学生舒适度的需要,通过对计算机房实地测量,利用测量数据建立数学模型,并以部分测量参数作为模型的边界条件,利用CFD软件对计算机房进行数值模拟.将模拟结果与实测数据进行对比,表明计算机房内温度场和速度场的数值模拟结果与实测结果趋于一致.通过分析模拟结果,找到计算机房通风不良的位置,并对该处的设计缺陷提出相应建议,对计算机房的热舒适性做出分析,且对机房空调设计给出具体建议.结果表明,自然通风作用下计算机房夏季热环境不能满足学生舒适度需要,且计算机房应当安装空调.

低温散热器采暖方式的舒适性研究

以上海地区某公共建筑为研究对象,通过温度场实测及CFD模拟,结合舒适性评价指标PPD对低温散热器采暖方式的热舒适性进行了研究。结果表明:房间的气密性对室内舒适性影响较大;与常规采暖系统相比,低温散热器采暖方式下室内垂直温差较小,不满意百分比PPD值较低,并且温升速率较快。

吊炕、火墙、散热器两种布局下供暖房间热环境数值模拟

用数值模拟的方法分析当吊炕、火墙、散热器在房间中布局位置不同时对室内热环境产生的影响。在吊炕、火墙、散热器不同布局下,用流体力学(CFD)数值模拟方法模拟出房间X=2 m,Z=1.7 m平面的温度分布,以此来确定合理建筑布局。在吊炕、火墙、散热器不同布置情况下,模拟得到不同观测面的温度分布.通过模拟比较分析得出2种建筑布局中,布局—温度分布合理。

贴附射流-辐射板与置换通风-辐射板的对比分析

在置换通风-辐射板系统中,当辐射板工作温度较低时会使得辐射板表面会比较容易出现结露的现象,而当工作温度较高时,人体的热舒适性又不能达到理想的状态.本文引进贴附射流结合辐射板的系统,以计算流体力学(CFD)的模型为基础,采用有限容积法对两种形式的送风系统的温度场、气流分布及人体的热舒适性进行模拟对比分析.模拟结果表明,贴附射流-辐射板系统可以降低出现辐射板结露及脚部有"冷吹风感"的可能性,提高人体热舒适性.

民机客舱中太阳辐射对热舒适性的影响

乘客出行过程中对于热舒适度要求不断提高,对民机客舱的整体热舒适性提出了更加严格的要求。通过对南北飞行的航班实际测量发现,由于受到太阳辐射的影响,客舱内部向阳和背阴两侧温度分布极不均匀,特别是窗户周围,平均温差达到20℃,客舱向阳和背阴两侧的热舒适性相差较大;结合CFD动态仿真,基于实际客舱各区实时测量数据,建立等比例客舱仿真模型,以实际测量的温度和压力数据作为仿真边界条件,再现民机客舱内部温度和热舒适度PMV的分布情况,为定量分析南北飞行航班客舱的热舒适性提供理论依据。

办公室空调房间热环境数值模拟研究

运用k-ε湍流模型对某办公室空调房间气流组织和热舒适性进行了数值模拟,利用有限容积法和SIMPLE算法对微分方程进行离散求解。研究了室内空气龄云图、温度云图、速度矢量图、PMV云图、PPD云图分布规律。模拟结果表明:室内热环境满足健康、舒适、节能等方面的要求。利用TESTO445型多功能测量仪对人员办公区的空气温度、气流速度进行了测量,测量数据与模拟结果基本一致。在空调系统设计阶段,采用CFD技术可预测室内气流组织、热舒适性及为空调系统优化设计方案提供理论依据和科学指导。

地板辐射采暖系统与散热器采暖系统性能的数值分析与实验研究

采暖设备的使用过程中,热舒适性是一项重要的用户使用指标。本文以江苏省典型普通住宅采暖系统为研究对象,运用计算机流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟技术建立物理模型,对室内温度场与热舒适度进行分析。同时实验采集温度、湿度等相关参数,分析地板辐射采暖与散热器采暖的热舒适度差异。CFD数值模拟与实验结果相比较发现:相同室外环境下,地板辐射换热采暖温度波动范围小于散热器采暖,地板辐射换热采暖较散热器采暖更加舒适。

珠海某地下广场房间空调的数值模拟及热舒适性分析

利用计算流体力学CFD技术对珠海某地下广场典型房间气流组织作了数值模拟,分析了两种风口布置形式对室内气流组织的影响,并比较了两种情况下热舒适度,对其进行了评价。

潜艇居住舱室空调送风舒适度数值模拟评估

[目的]潜艇舱室环境普遍较恶劣,需提高居住性,基于此,对采用球形布风器的潜艇舱室空调送风气流组织进行研究,评估舱室热舒适度。[方法]使用CATIA构建高精确度的舱室三维模型,采用计算流体力学(CFD)技术,根据实际边界条件,对舱室夏冬两季在水面和水下工况下的送风气流组织进行数值模拟,对使用球形布风器改变送风方向的夏季水面工况送风气流组织进行数值模拟,对各工况下舱室温度及速度分布进行分析对比,对舱室的舒适性评价指标(PMV)值进行计算分析。[结果]结果表明,在各工况下,舱室PMV值在-1～1之间;舱室内大部分区域气流速度分布较为均匀,速度适宜,小于0.3 m/s;舱室大部分区域温度较为均匀,夏季约为24.5～26℃,冬季约为22～23.5℃。[结论]采用球形布风器的潜艇典型住舱空调送风满足舒适性标准要求。

辐射耦合空调系统的局部热舒适实验研究及仿真分析

为研究辐射冷板与独立新风耦合系统下人体局部热舒适,以长沙某住宅小区某用户房间为研究对象,进行了实验研究;并对该热环境相关参数进行仿真分析。通过实测数据与仿真数据对比,从辐射温度不对称、室内气流分布、人体垂直温差和地面温度四个方面定量分析了辐射耦合空调系统的热舒适环境。同时,通过多表面模型与离散坐标模型模拟结果的对比,分析了两种辐射模型的适用性。结果表明:在采用辐射冷板+独立新风空调系统而且空间包含人体热源的情形下,DO辐射模型的仿真结果更接近实验测试结果;室内测试及仿真结果符合ASHRAE对局部热舒适的标准要求;利用CFD仿真方法可以对局部热舒适进行较准确的分析。

基于计算流体力学数值模拟的城市绿地温湿效应及室外热舒适评价研究进展

近年来随着计算机与各学科领域交叉研究的发展,计算流体力学数值模拟方法在城市环境的微气候研究方面得到较多应用,为研究绿地在有限面积内更有效地实现其降温效应提供了新的思路。回顾计算流体力学(CFD)数值模拟方法在不同尺度的城市绿地温湿效应及室外热舒适度评价研究中的应用,在此基础上,总结目前存在的问题及不足,对未来该领域的研究方向提出3点展望,以期为未来城市绿地微气候研究提供参考:1)多平台与尺度扩展研究;2)微气候特征指标的综合交叉分析;3)高适配度模拟模型的及时更新。

低温供暖系统中散热器与风机盘管的供暖效果

利用Airpak软件对北京地区煤改电中某农机站小型食堂进行室内热环境的数值模拟,对采用散热器和立式风机盘管两种不同散热末端的房间进行流场模拟,分析人员静坐状态下(1. 2 m高度水平面)的温度场、速度场、预计平均热感觉指数(PMV)和预期不满意率(PPD),通过流场模拟与实测结果的分析说明了在低温供暖系统中采用散热器和风机盘管两种不同的散热末端的特性以及对室内热环境的影响。结果表明,在同一个热源下,使用风机盘管进行供暖的房间在温度和PMV-PPD指数上优于散热器房间,人们的不满意度较小;使用散热器进行供暖的房间温度稳定性较好,适合需要连续供暖的房间;采用数值模拟得到的房间温度略低于实测温度,在一定程度上可以为北京地区煤改电中低温供暖系统合理选择散热末端提供参考。

炕、散热器、火墙供暖房间热环境数值模拟研究

用数值模拟的方法对比吊炕、火墙、散热器供暖房间和传统落地炕、火墙、散热器供暖房间的热环境分布。模拟了采暖房间Y=2m平面的温度分布云图,计算出两种房间的热舒适PMV指标和PPD。通过分析得出,吊炕、火墙、散热器供暖房间的热环境比较舒适,长期使用吊炕节能效果明显。

辐射供冷空调系统的室内热舒适性研究

辐射供冷空调系统是一种具有舒适性节能性的系统形式,本文详细介绍了辐射供冷空调系统的发展现状,系统构成以及优缺点。此外通过建立围护结构的传热模型,采用数值仿真软件,分析了辐射冷顶板供冷对围护结构内表面温度及室内热舒适性的影响,主要从人体垂直温差角度分析了冷顶板辐射对人体室内热舒适性的作用效果,结果表明,顶板辐射供冷使得人体头脚的垂直温差小于3℃,满足人体热舒适要求。

A320飞机客舱热舒适性及PM_(10)浓度分布的数值模拟

采用CFD技术建立了A320飞机头等客舱及人体的仿真模型,基于客舱流体动力学数学模型,模拟了桥载空调在不同送风速度下客舱内的速度场、温度场和PM_(10)浓度场。分别计算出在不同送风速度下空气分布特性指标(ADPI)及排污效率的值。基于ADPI和排污效率构造了桥载空调最优送风速度评价函数。根据各个采样点处风速、温度和PM_(10)浓度的值,计算出不同送风速度下评价函数的值。通过高斯拟合,得到送风速度与评价函数之间函数关系式,并得到桥载空调最优的送风速度。所得到的桥载空调最优送风速度既能够使客舱内环境最优,而且能够为桥载空调的节能控制提供依据。

改善舞台空间热舒适的模拟分析研究

为解决暖通设计中普遍存在的舞台下部演员活动区温度常常得不到保障的问题,采用CFD计算流体力学方法,对上海市某歌剧厅舞台空间的空调系统进行了数值模拟计算,并设计了一种台仓加热系统。分析了4种工况下舞台演员活动区温度和风速的分布情况。结果表明:是否考虑辐射作用会对结果产生一定的影响,考虑辐射作用的结果更接近真实情况;台仓加热系统在运行1h后温度基本达到稳定,可以很好地改善冬季舞台下部演员活动区热舒适性差的问题。

地板辐射换热运行及模拟分析

合理的空调方式不仅更加舒适,还可以节约能源。介绍了地板辐射换热(供冷/供暖)的原理及特点,对地板辐射供暖房间进行数值模拟,进而得到房间的温度场和速度场,并利用PMV热舒适指标进行分析。地板辐射换热加置换通风是比较理想的空气调节方式。地板辐射供暖已经得到广泛应用,在夏季使用地板辐射进行供冷可以使全年共用一套末端设备,具有良好的经济性和舒适性。