大空間網(wǎng)城氣流組織數(shù)值模擬及優(yōu)化
發(fā)布時間:2021-03-08 14:27
室內(nèi)環(huán)境不僅直接影響人們的工作效率,還會影響人們的身體健康,而諸多室內(nèi)環(huán)境問題大多都與室內(nèi)空氣的氣流組織形式有關(guān),對于大量人群聚集的大空間網(wǎng)城而言,研究其空調(diào)區(qū)域內(nèi)的氣流組織形式對室內(nèi)空氣品質(zhì)和熱舒適性以及人的身體健康有著重要意義。 本文以大量人群聚集的大空間網(wǎng)城為研究對象,現(xiàn)場監(jiān)測物理模型內(nèi)的溫度、速度、相對濕度、二氧化碳濃度等參數(shù),并對其變化規(guī)律進(jìn)行分析,在現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)氣流組織方式下,選用專業(yè)解算氣流流動和傳熱的數(shù)值模擬軟件Airpak對物理模型進(jìn)行實(shí)際尺寸建模,求解溫度、速度、二氧化碳濃度場。通過模擬值與實(shí)測值結(jié)果對比分析,發(fā)現(xiàn)兩者的平均溫度均為26℃,平均風(fēng)速為0.26m/s,平均二氧化碳濃度為516ppm,兩者數(shù)據(jù)基本吻合,但溫度和風(fēng)速都超過設(shè)計要求,不能滿足實(shí)際工程需要。 據(jù)此,為了給空調(diào)區(qū)域內(nèi)的人員提供健康舒適的室內(nèi)環(huán)境,在本文中提出了幾種適用于大空間的送風(fēng)方案:上送下回、中送上回和下側(cè)送上回,運(yùn)用Airpak模擬軟件對這三種送風(fēng)方案的溫度場、速度場、二氧化碳濃度場及PMV場和PPD場進(jìn)行分析,通過這三種送風(fēng)方式下各項(xiàng)模擬數(shù)據(jù)結(jié)果分析,得出以下結(jié)論: 1.采用上送下回送風(fēng)方式,室內(nèi)人員活動區(qū)域內(nèi)平均溫度值為25.89℃,大片區(qū)域風(fēng)速值達(dá)到0.234m/s,平均二氧化碳濃度為498.32ppm,溫度和風(fēng)速值都高于設(shè)計值。 2.采用中送上回送風(fēng)方式,室內(nèi)人員活動區(qū)域內(nèi)平均溫度為24.95℃,平均風(fēng)速為0.155m/s,平均二氧化碳濃度為466.71ppm,在這種方式下所得模擬結(jié)果都符合設(shè)計要求。 3.采用下側(cè)送上回送風(fēng)方式,平均溫度為23.97℃,平均風(fēng)速為0.19m/s,平均二氧化碳濃度值為456.02ppm,室內(nèi)平均溫度低于設(shè)計值,不能滿足實(shí)際需要。 通過對所提出的三種送風(fēng)方式的模擬結(jié)果對比分析,中送上回這種優(yōu)化方案最適合此網(wǎng)城。
本文編號:2355204
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
文章目錄
摘要
Abstract
目錄
Contents
1 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 室內(nèi)空氣流動預(yù)測方法
1.3 CFD軟件工作流程
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究的主要內(nèi)容
2 湍流流動理論及數(shù)值模擬方法
2.1 湍流概念
2.2 湍流的數(shù)值模擬方法
2.2.1 直接模擬
2.2.2 大渦模擬
2.2.3 Reynolds時均方程模擬
2.3 湍流流動模型選擇
2.4 區(qū)域的離散及網(wǎng)格劃分
2.5 數(shù)值模擬軟件
2.5.1 CFX
2.5.2 PHOENICS
2.5.3 STAR-CD
2.5.4 FLUENT
2.6 Airpak模擬軟件
2.6.1 Airpak模擬軟件簡介
2.6.2 Airpak模擬軟件的應(yīng)用領(lǐng)域
2.6.3 Airpak軟件的特點(diǎn)
2.6.4 Airpak軟件求解步驟
2.7 本章小結(jié)
3 氣流組織及室內(nèi)空氣評價指標(biāo)
3.1 氣流組織
3.1.1 常見的幾種氣流組織形式
3.1.2 氣流組織的任務(wù)
3.2 風(fēng)速指標(biāo)
3.3 濕、溫度指標(biāo)
3.4 二氧化碳濃度指標(biāo)
3.5 空氣齡指標(biāo)
3.6 熱舒適度指標(biāo)(PMV和PPD)
3.7 本章小結(jié)
4 物理模型的建立與數(shù)據(jù)處理
4.1 某大型網(wǎng)城概況
4.1.1 地理位置、氣候條件
4.1.2 物理模型及內(nèi)部設(shè)施介紹
4.2 物理模型工況參數(shù)
4.2.1 新風(fēng)量的確定
4.2.2 冷負(fù)荷、濕負(fù)荷的計算
4.3 網(wǎng)城熱環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測與整理
4.3.1 現(xiàn)場測量工具的介紹
4.3.2 現(xiàn)場測量及數(shù)據(jù)整理分析
4.4 本章小結(jié)
5 現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)數(shù)值模擬計算與分析
5.1 現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)方式
5.2 建模過程及相關(guān)設(shè)置說明
5.3 模型的數(shù)值模擬計算
5.3.1 溫度場模擬分析
5.3.2 速度場模擬分析
5.3.3 濕度場模擬分析
5.3.4 二氧化碳濃度場模擬分析
5.3.5 熱舒適性評價(PMV和PPD)
5.4 本章小結(jié)
6 三種優(yōu)化方案的氣流組織模擬
6.1 上送下回方式的模擬
6.1.1 溫度場、速度場、二氧化碳濃度場模擬
6.1.2 溫度場、速度場、二氧化碳濃度場數(shù)據(jù)分析
6.1.3 熱舒適性評價(PMV和PPD)
6.2 中送上回方式的模擬
6.2.1 溫度、速度、二氧化碳濃度場模擬
6.2.2 溫度場、速度場、二氧化碳濃度場數(shù)據(jù)分析
6.2.3 熱舒適性評價(PMV和PPD)
6.3 下送上回方式的模擬
6.3.1 溫度場、速度場、二氧化碳濃度場模擬
6.3.2 溫度場、速度場、二氧化碳濃度場數(shù)據(jù)分析
6.3.3 熱舒適性評價(PMV和PPD)
6.4 三種優(yōu)化方案氣流組織模擬結(jié)果比較
6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果
參考文獻(xiàn)
期刊論文
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碩士論文
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本文編號:2355204
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