室内气流通风效率的三维数值分析

摘要

该文企图在前人的基础上,通过建立相应的数学模型,用流体流动数值计算方法来模拟室内三维的紊态气流中的污染物浓度分布,进而分析计算室内的通风效率,得出通风效率较好的室内气流组织形式.在收集国内外在这一领域内的大量资料的基础上,通过分析与比较,采用了K-ε双方程模型来研究室内气流的浓度分布,建立了描写稳态的三维紊流室内气流浓度分布的数学模型,采用控制容积法和幂函数分布方案来离散微分方程组,按压力藕合方程的半隐式法(SIMPLE)算法,用C语言编写了计算室内气流流场和温度场、浓度场的通用程序,并在Microsoft VisualC++6.0环境下对程序进行编制、调试与运行,并对调试工作做了探讨与分析.对所研究的具有单个固定污染源的典型房间的室内通风,通过对异侧上送上排、上送下排以及同侧上送下排等几种方式下,建立相应的边界条件并划分网格,运用编制的程序对它们进行数值模拟,所得的计算结果有用Excel软件分别进行显示与处理,得到相应条件下的流场、浓度场,而后再算出相应的通风效率.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1关于通风效率的研究及其意义

1.2本文的工作及目的

1.3 CFD理论及应用特点

1.4 CFD技术的发展及在暖通空调工程中的运用

1.4.1 CFD技术的发展简介

1.4.2 CFD应用于室内外空气流动情况的数值模拟和预测的概况

1.4.3 CFD技术在日本暖通环境中的应用现状简介

2 CFD技术相关的理论基础

2.1关于传热和流体流动的控制方程

2.2关于紊流模型的计算方法

2.3离散化方法

2.3.1推导方法

2.3.2分布假设

2.3.3四项基本法则

2.3.4网格的划分

2.3.5对流与扩散问题

2.4关于交错网格

3数学模型

3.1数学模型

3.2无因次化数学模型

4控制方程组的离散及边界条件

4.1动量方程的离散

4.2紊流能量传递方程的离散

4.3紊流能量耗散传递方程(ε-方程)的离散

4.4紊流能量方程(T-方程)的离散

4.5紊流浓度方程(C-方程)的离散

4.6边界条件

4.7压力修正方程及其边界条件的离散

4.7.1压力修正方程的推导

4.7.2压力修正方程的边界条件

5程序的编制与调试

5.1线性代数方程组的解法

5.3影响程序收敛的因素

6计算结果的处理与显示

6.1几种送风方式与工作点平面位置的确定

6.2计算区域网格的划分

6.4各种送风方式下各断面污染物的浓度分布

6.5各种送风方式下的通风效率

6.6计算结果分析

6.7理论计算的结果与现有的数据的比较

6.8分析结论

7总结及以后的工作

7.1总结

7.2今后的工作

7.2.1加强数值计算方法的理论基础。

7.2.2加强软件技术方面的提高

参考文献