CFD的應用範圍及前景

2021-01-11 製冷快報

一．暖通CFD(計算流體動力學)適用範圍

    (一)基礎研究

    室內外空氣流動的數值模擬。主要研究各種流體方程、邊界條件、網格生成、誤差分析等基礎理論。

    (二)應用研究

    (1)自然通風的數值模擬：主要藉助各種流動模型研究自然通風問題。

    (2)置換通風的數值模擬：如地板置換通風、座椅送風等。

    (3)高大空間的數值模擬：以體育場館為主的高大空間的氣流組織設計及其與空調負荷的關係研究。

    (4)潔淨室的數值模擬：對形式比較固定的潔淨室空調氣流組織形式進行數值模擬，指導工程設計。

    (5)有害物散發的數值模擬：藉助CFD研究室內有機散發汙染物在室內的分布，研究室內IAQ問題；大氣環境汙染模擬。

    (6)室外空氣流動的大渦模擬：目前已經有很多建築小區和自然通風模擬的實例。建築外環境對建築內部居住者的生活有著重要的影響，所謂的建築小區二次風、小區熱環境等問題日益受到人們的關注。採用CFD可以方便對建築外環境進行模擬分析，從而設計出合理的建築風環境。

    (7)設備研究。如風機風管設計，冷箱，空調等。

    (三)CFD在建築設計中的應用

    通過以上研究之後就可以指導建築師進行以下的兩項設計：

    (1) 建築外環境的模擬設計

    (2) 建築內環境的模擬設計

二．CFD的潛力與前景

    使用CFD最大的意義就在於節省實驗成本與預測結果。如果能夠保證模擬的精度，就可以減少大量的實驗，而且做一些現實中不可能完成，或是事先不能做的實驗。

    CFD已經發展了40多年，科研工作者為了上面目標做了大量的工作。湧現了一大批優秀的CFD軟體。特別是目前流行的fluent、CFX、Phoenics、Star-cd等商業軟體，她們已經可以很好解決各個行業的部分實際問題。而且因為這些軟體公司十分重視與用戶的溝通，所以更新的非常快。這使得普通工程師運用CFD軟體解決工程問題已經成為現實。

    但由於CFD極大的依賴於流體力學、傳熱學、數學和計算機科學的發展，因此要達到真正的實用還有很長的路要走。但也說明她有很大的潛力，有很多東西值得研究。

    這就需要科研工作者與實用工作者通力合作，真正推動CFD的發展——特別是國內的CFD。

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