CFD技術在暖通空調制冷工程中的應用初探

所屬分類：建筑論文閱讀164次時間：2019-09-06 13:42

本文摘要：摘要：本文就流體分析模型的構建及CFD技術應用方法進行分析與探討，以期優(yōu)化工程應用效果。關鍵詞：CFD技術,暖通空調制冷工程,湍流模型暖通空調制冷工程在現代建筑工程結構體系中占據極為重要的作用，可有效調節(jié)建筑內部環(huán)境，采用CFD技術可以有效提高暖通

　　摘要：本文就流體分析模型的構建及CFD技術應用方法進行分析與探討，以期優(yōu)化工程應用效果。

　　關鍵詞：CFD技術,暖通空調制冷工程,湍流模型

暖通空調

　　暖通空調制冷工程在現代建筑工程結構體系中占據極為重要的作用，可有效調節(jié)建筑內部環(huán)境，采用CFD技術可以有效提高暖通空調制冷工程應用的科學性及合理性。

　　1CFD技術

　　所謂CFD(ComputationalFluidDynamics)技術，即計算流體動力學，屬于流體力學的重要組成部分，是融合了近代流體力學、數學與計算機科學的交叉學科，充分運用了電子計算機及離散化數學方法，有效計算各種流體力學問題，通過計算機模擬與數據分析，實現各種問題的有效解決。

　　近年來，CFD技術得到飛速發(fā)展與廣泛應用。目前，許多流體力學相關問題都較為復雜，存在較大的限制，難以進行問題分析與問題解析，或者由于較高成本難以完成實驗或通過實驗進行問題解析。采用CFD方法時，可通過較低成本及對復雜情況的有效模擬，實現實驗范圍的有效拓展，降低實驗成本。采用CFD軟件時，通�？蓪崿F多種物理模型的優(yōu)化，包括定常流動及非定常流動、可壓縮流動及不可壓縮流動等，針對不同物理問題的流動特點，可采取不同的數字分析解法。

　　CFD軟件應用過程中，可實現數值交換及數值處理，以減少相關人員在具體研究、程序編制、前后處理風方面所采取的重復性與低效性工作，優(yōu)化物理問題的解析。CFD技術的應用原理較為簡單，在掌握技術應用原理實現數值求解之后，可實現流體流動微分方程的有效控制，充分明確流體流動時存在的流場離散分布情況，通過發(fā)電技術實現流動情況的有效模擬，建立分析模型，通過模型分析與計算，實現湍流問題的數值求解。

　　2暖通空調制冷工程中CFD技術的應用方法

　　2.1流體分析模型構建

　　暖通空調制冷工程中，運用CFD技術時，應建立工程模型，進行施工作業(yè)。流體分析模型中，包含物理模型與數學模型，即采用數學方法進行流體問題的深入分析，要求暖通空調工程施工中，相關流體問題應能夠符合連續(xù)性方程的具體需求，在模型構建與分析時，要求相關人員進行動量方程及能量方程計算加以實現。

　　在具體實踐過程中，需采用粘性流體流動控制微方程進行計算，而這種微方程具備不可壓流體特征。暖通空調制冷工程的制冷效果，在實際制冷過程中，由于制冷氣體的流動屬于湍流流動，因此應構建湍流模型，以實現湍流流動情況的模擬，實現對相關問題的分析與研究，便于后續(xù)計算與數值求解。通過暖通空調制冷系統(tǒng)的流體相關模型，通過構建流體湍流模型，對制冷循環(huán)情況進行計算，采用有限體積計算流體狀態(tài)。

　　2.2數據計算收斂加速

　　考慮到暖通空調制冷工程是運行中，暖通空調系統(tǒng)的流體狀態(tài)計算與分析面臨較大的復雜性，出于有效提高計算效率并保證計算準確性的考量，可采用收斂技術進行計算，有效減少數學模型計算過程中所消耗的時間成本。采用暖通空調制冷系統(tǒng)湍流模型數據計算收斂加速技術，主要可采用兩種方式，包括多重網格方式及殘差法。

　　多重網格法的應用可有效提高建筑暖通空調系統(tǒng)的計算效率，進一步簡化流體狀態(tài)分析工作。采用CFD技術進行收斂加速計算方法較為常見，除此之外還可采用平行計算方法，通過平行計算可有效減少計算量，提高計算效率，并進行模塊處理，通過模塊處理以實現網絡計算方式消耗時間的降低，從而實現暖通空調制冷系統(tǒng)計算效率的有效提升，實現系統(tǒng)節(jié)能降耗效果。

　　2.3優(yōu)化系統(tǒng)氣體流通對建筑工程暖通空調制冷系統(tǒng)應用效果

　　進行優(yōu)化的過程中，應優(yōu)化氣體流通狀態(tài)，調整氣體流通狀態(tài)以實現對室內環(huán)境溫度及室內環(huán)境質量的優(yōu)化，有效提高室內空間暖通空調制冷效果。采用CFD技術的過程中，實現暖通空調制冷系統(tǒng)氣體流動狀態(tài)的運輸效率，計算并預測氣流分布情況。

　　在采用CFD技術的過程中，還可實現對于建筑工程室內環(huán)境的深化分析，實現對化境調整效果影響因素進行深化探索，分析干擾邊界條件，整合計算與分析結果，以實現對于暖通空調制冷系統(tǒng)運行問題的有效解決，探索制冷效率的提升與優(yōu)化方法，采用CFD技術可實現環(huán)境監(jiān)測，通過CFD技術檢測室內氣流情況，基于檢測結果以實現空調機構的優(yōu)化設計，提高暖通空調制冷系統(tǒng)的制冷效果及工作效率[1]。

　　2.4完善空調制冷設備

　　暖通空調制冷系統(tǒng)和運行過程中，系統(tǒng)治理能夠設備的自身性能與制冷效果直接影響空調制冷能力，因而制冷設備是系統(tǒng)最為核心的組成部分，設備運行效率的高低與設備性能是否優(yōu)越存在直接關系。通常來說，暖通空調運行過程中，相關設備與相關裝置需根據流體工質原理為運作基礎，具體設備包括風機裝置、空調裝置等。采用CFD技術時，可對流體運動情況進行有效分析，實現系統(tǒng)設備性能的有效判定，以便于對其加以改善并優(yōu)化，有效提高空調制冷系統(tǒng)的制冷效率[2]。

　　例如，為改善風機設備，需采用AutoCAD軟件繪制風機設備的平面圖，利用CFD技術生成數學模型，發(fā)揮CFD技術的流動顯示功能與網格生成功能，以減少時間成本的消耗，提高系統(tǒng)運行效率。針對系統(tǒng)不同模塊進行高效分工，縮減計算流程，降低計算難度。完成數學模型計算之后，有效判斷風機裝置的工作運行情況，根據具體的分析判斷結果實現對于設備情況全面解析，及時明確其中存在缺陷與不足的方面，以便于在實際設計中加以優(yōu)化與完善，以實現風機裝置的有效改良，提高系統(tǒng)制冷效果。

　　3結語

　　建筑工程暖通空調制冷工程中，運用CFD技術可以有效提高制冷系統(tǒng)的運行效率。在實際應用中，需首先構建暖通空調制冷工程湍流模型并進行數值求解，為后續(xù)技術應用提供支撐。

　　參考文獻

　　[1]張玉忠.CFD技術在暖通空調制冷工程中的應用[J].住宅與房地產,2018(25):180,203.

　　[2]蔣運鵬.CFD技術在暖通空調制冷工程中的實際運用[J].企業(yè)導報,2015(14):52,50.

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　　近些年來，伴隨著人們的生活水平和經濟水平的逐漸提高，人們對建筑工程的質量和舒適性也提出了更高的要求，其中暖通空調就是關系到建筑質量以及舒適度的重要因素，針對暖通空調方面的論文研究也有很多，例如“暖通節(jié)能系統(tǒng)及其優(yōu)化方案的研究”“綠色建筑中暖通空調設計方法探析”等。