首页 > 专题研讨
 
 
〖 CFD介绍 〗
初识CFD
为什么用CFD
什么是CFD
CFD在暖通中的应用及前景
CFD对其他领域的应用
教会你做CFD图
ANSYS CFX介绍
Fluent简介
Phoneics简介
STAR-CD简介
FLOWMASTER2简介
〖 相关文章〗

 
   专题研讨 >CFD防真模拟技术
为什么用CFD

   CFD是一种模拟仿真技术,在暖通空调工程中的应用主要在于模拟预测室内外或设备内的空气或其他工质流体的流动情况。以预测室内空气分布为例,目前在暖通空调工程中采用的方法主要有四种:射流公式,Zonal model,CFD以及模型实验。
   由于建筑空间越来越向复杂化、多样化和大型化发展,实际空调通风房间的气流组织形式变化多样,而传统的射流理论分析方法采用的是基于某些标准或理想条件理论分析或试验得到的射流公式对空调送风口射流的轴心速度和温度、射流轨迹等进行预测,势必会带来较大的误差。并且,射流分析方法只能给出室内的一些集总参数性的信息,不能给出设计人员所需的详细资料,无法满足设计者详细了解室内空气分布情况的要求;Zonal model是将房间划分为一些有限的宏观区域,认为区域内的相关参数如温度、浓度相等,而区域间存在热质交换,通过建立质量和能量守恒方程并充分考虑了区域间压差和流动的关系来研究房间内的温度分布以及流动情况,因此模拟得到的实际上还只是一种相对 "精确"的集总结果,且在机械通风中的应用还存在较多问题;模型实验虽然能够得到设计人员所需要的各种数据,但需要较长的实验周期和昂贵的实验费用,搭建实验模型耗资很大,有文献指出单个实验通常耗资3000~20000美元,而对于不同的条件,可能还需要多个实验,耗资更多,周期也长达数月以上,难于在工程设计中广泛采用。
   另一方面,CFD具有成本低、速度快、资料完备且可模拟各种不同的工况等独特的优点,故其逐渐受到人们的青睐。由表1给出的四种室内空气分布预测方法的对比可见,就目前的三种理论预测室内空气分布的方法而言,CFD方法确实具有不可比拟的优点,且由于当前计算机技术的发展,CFD方法的计算周期和成本完全可以为工程应用所接受。尽管CFD方法还存在可靠性和对实际问题的可算性等问题,但这些问题已经逐步得到发展和解决。因此, CFD方法可应用于对室内空气分布情况进行模拟和预测,从而得到房间内速度、温度、湿度以及有害物浓度等物理量的详细分布情况。
   进一步而言,对于室外空气流动以及其它设备内的流体流动的模拟预测,一般只有模型实验或CFD方法适用。表1的比较同样表明了CFD方法比模型实验的优越性。故此,CFD方法可作为解决暖通空调工程的流动和传热传质问题的强有力工具而推广应用。

表1 四种暖通空调房间空气分布的预测方法比较

预测方法 比较项目 射流公式 ZONAL MODEL CFD 模型实验
房间形状复杂程度 简单 较复杂 基本不限 基本不限
对经验参数的依赖性 几乎完全 很依赖 一些 不依赖
预测成本 最低 较低 较昂贵 最高
预测周期 最短 较短 较长 最长
结果的完备性 简略 简略 最详细 较详细
结果的可靠性 较好 最好
适用性 机械通风,且与
实际射流条件有关
机械和自然通风,
一定条件
机械和
自然通风
机械和自然
通风