随着时代的发展,为了满足人们对建筑空间的要求,建筑空间越来越向复杂化和多样化的方向发展,空调通风房间的气流组织形式变化多样且复杂。由于这些原因,射流分析方法由于无法满足设计者了解室内空气分布情况的要求,只能给出室内的一些集中参数信息,所以应用范围不广。Zonalmode模拟在机械通风中的应用存在较多问题,且Zonalmode模拟时实际上得到的只是一种相对“精确”的集中结果。而模型实验虽然能够得到比较全面的的各种数据,满足设计人员数据要求,但这种方法需要的实验周期较长,而且实验经费比较高,因而其在工程设计中的应用并不是太广泛。综合以上的研究现状,对室内空气流动以及其他设备内的流体流动的模拟预测,我们大多数采用模型实验或CFD方法。

国内是在近几年开始采用CFD方法讨论通风空调中的空气动力学问题,所以对这种研究方法的资料数据等并不是太完善。国外则在60年代末就这方面的工作了,相关数据比较全面。例如:首次利用CFD方法的是丹麦的物理学家P。V。Nielsen,他在1974年,首次将CFD技术应用于空调工程的模拟中对室内空气流动情况进行模拟分析,他利用流动函数和涡旋公式求解了封闭的二维流动方程[4]。在对湍流流体进行模拟计算结果所得的房间模型中,对某些断面速度分布和射流轴心速度的衰减与实验数据对比表明数值计算的结果是可信的;1976年Rajaratnam以及1983年Launder与Rodi合作针对湍流流体流动特性的研究是比较出名的。然而,在湍流没充分发展阶段(即低雷诺数时)的室内空气流动方面的研究数据还是有限的。在1988年,ChenQingyan在利用CFD技术对建筑物能耗分析、室内空气流动以及室内空气品质等问题进行了分析和研究,但对湍流流体的研究方面的资料依旧匮乏;于是张建忠在1988年,通过数值计算方法分析了通风空调领域的应用情况,还对常见的工业敞口曹通风问题作了数值计算分析,其中分析参数包括速度、温度和有害物浓度[4]。1998年邓启红和汤广发对三维不可压缩、定常温的室内气流流动模型采用多重网格划分的方法,进行了数值模拟,发现FAS-FMG多重网格划分方法的收敛速度比以往的单层网格方法快、误差低、收敛稳定性高[4]。

目前,无论在国内还是在国外相关的研究采用的计算方法,大都数是定常计算法,其中又包括流动函数、涡度作为从变量的速度-压力法等。而且还只限于讨论边界条件形状比较规则的定常问题。由于实际空气是粘性流体,流动基本为低雷诺数流动,这其中涉及低雷诺数流动模拟技术。所以关于空调房间室内气流组织详细分布的文献未见报道。

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