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CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用初探

所属分类:建筑论文 阅读次 时间:2019-09-06 13:42

本文摘要:摘要:本文就流体分析模型的构建及CFD技术应用方法进行分析与探讨,以期优化工程应用效果。 关键词:CFD技术,暖通空调制冷工程,湍流模型 暖通空调制冷工程在现代建筑工程结构体系中占据极为重要的作用,可有效调节建筑内部环境,采用CFD技术可以有效提高暖通

  摘要:本文就流体分析模型的构建及CFD技术应用方法进行分析与探讨,以期优化工程应用效果。

  关键词:CFD技术,暖通空调制冷工程,湍流模型

暖通空调

  暖通空调制冷工程在现代建筑工程结构体系中占据极为重要的作用,可有效调节建筑内部环境,采用CFD技术可以有效提高暖通空调制冷工程应用的科学性及合理性。

  1CFD技术

  所谓CFD(ComputationalFluidDynamics)技术,即计算流体动力学,属于流体力学的重要组成部分,是融合了近代流体力学、数学与计算机科学的交叉学科,充分运用了电子计算机及离散化数学方法,有效计算各种流体力学问题,通过计算机模拟与数据分析,实现各种问题的有效解决。

  近年来,CFD技术得到飞速发展与广泛应用。目前,许多流体力学相关问题都较为复杂,存在较大的限制,难以进行问题分析与问题解析,或者由于较高成本难以完成实验或通过实验进行问题解析。采用CFD方法时,可通过较低成本及对复杂情况的有效模拟,实现实验范围的有效拓展,降低实验成本。采用CFD软件时,通常可实现多种物理模型的优化,包括定常流动及非定常流动、可压缩流动及不可压缩流动等,针对不同物理问题的流动特点,可采取不同的数字分析解法。

  CFD软件应用过程中,可实现数值交换及数值处理,以减少相关人员在具体研究、程序编制、前后处理风方面所采取的重复性与低效性工作,优化物理问题的解析。CFD技术的应用原理较为简单,在掌握技术应用原理实现数值求解之后,可实现流体流动微分方程的有效控制,充分明确流体流动时存在的流场离散分布情况,通过发电技术实现流动情况的有效模拟,建立分析模型,通过模型分析与计算,实现湍流问题的数值求解。

  2暖通空调制冷工程中CFD技术的应用方法

  2.1流体分析模型构建

  暖通空调制冷工程中,运用CFD技术时,应建立工程模型,进行施工作业。流体分析模型中,包含物理模型与数学模型,即采用数学方法进行流体问题的深入分析,要求暖通空调工程施工中,相关流体问题应能够符合连续性方程的具体需求,在模型构建与分析时,要求相关人员进行动量方程及能量方程计算加以实现。

  在具体实践过程中,需采用粘性流体流动控制微方程进行计算,而这种微方程具备不可压流体特征。暖通空调制冷工程的制冷效果,在实际制冷过程中,由于制冷气体的流动属于湍流流动,因此应构建湍流模型,以实现湍流流动情况的模拟,实现对相关问题的分析与研究,便于后续计算与数值求解。通过暖通空调制冷系统的流体相关模型,通过构建流体湍流模型,对制冷循环情况进行计算,采用有限体积计算流体状态。

  2.2数据计算收敛加速

  考虑到暖通空调制冷工程是运行中,暖通空调系统的流体状态计算与分析面临较大的复杂性,出于有效提高计算效率并保证计算准确性的考量,可采用收敛技术进行计算,有效减少数学模型计算过程中所消耗的时间成本。采用暖通空调制冷系统湍流模型数据计算收敛加速技术,主要可采用两种方式,包括多重网格方式及残差法。

  多重网格法的应用可有效提高建筑暖通空调系统的计算效率,进一步简化流体状态分析工作。采用CFD技术进行收敛加速计算方法较为常见,除此之外还可采用平行计算方法,通过平行计算可有效减少计算量,提高计算效率,并进行模块处理,通过模块处理以实现网络计算方式消耗时间的降低,从而实现暖通空调制冷系统计算效率的有效提升,实现系统节能降耗效果。

  2.3优化系统气体流通对建筑工程暖通空调制冷系统应用效果

  进行优化的过程中,应优化气体流通状态,调整气体流通状态以实现对室内环境温度及室内环境质量的优化,有效提高室内空间暖通空调制冷效果。采用CFD技术的过程中,实现暖通空调制冷系统气体流动状态的运输效率,计算并预测气流分布情况。

  在采用CFD技术的过程中,还可实现对于建筑工程室内环境的深化分析,实现对化境调整效果影响因素进行深化探索,分析干扰边界条件,整合计算与分析结果,以实现对于暖通空调制冷系统运行问题的有效解决,探索制冷效率的提升与优化方法,采用CFD技术可实现环境监测,通过CFD技术检测室内气流情况,基于检测结果以实现空调机构的优化设计,提高暖通空调制冷系统的制冷效果及工作效率[1]。

  2.4完善空调制冷设备

  暖通空调制冷系统和运行过程中,系统治理能够设备的自身性能与制冷效果直接影响空调制冷能力,因而制冷设备是系统最为核心的组成部分,设备运行效率的高低与设备性能是否优越存在直接关系。通常来说,暖通空调运行过程中,相关设备与相关装置需根据流体工质原理为运作基础,具体设备包括风机装置、空调装置等。采用CFD技术时,可对流体运动情况进行有效分析,实现系统设备性能的有效判定,以便于对其加以改善并优化,有效提高空调制冷系统的制冷效率[2]。

  例如,为改善风机设备,需采用AutoCAD软件绘制风机设备的平面图,利用CFD技术生成数学模型,发挥CFD技术的流动显示功能与网格生成功能,以减少时间成本的消耗,提高系统运行效率。针对系统不同模块进行高效分工,缩减计算流程,降低计算难度。完成数学模型计算之后,有效判断风机装置的工作运行情况,根据具体的分析判断结果实现对于设备情况全面解析,及时明确其中存在缺陷与不足的方面,以便于在实际设计中加以优化与完善,以实现风机装置的有效改良,提高系统制冷效果。

  3结语

  建筑工程暖通空调制冷工程中,运用CFD技术可以有效提高制冷系统的运行效率。在实际应用中,需首先构建暖通空调制冷工程湍流模型并进行数值求解,为后续技术应用提供支撑。

  参考文献

  [1]张玉忠.CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J].住宅与房地产,2018(25):180,203.

  [2]蒋运鹏.CFD技术在暖通空调制冷工程中的实际运用[J].企业导报,2015(14):52,50.

  暖通方向评职知识:暖通空调发表一篇论文怎么收费

  近些年来,伴随着人们的生活水平和经济水平的逐渐提高,人们对建筑工程的质量和舒适性也提出了更高的要求,其中暖通空调就是关系到建筑质量以及舒适度的重要因素,针对暖通空调方面的论文研究也有很多,例如“暖通节能系统及其优化方案的研究”“绿色建筑中暖通空调设计方法探析”等。

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