CFD技術在暖通空調制冷工程中應用研究

姜 騰

（棲霞市機關事務服務處，山東 棲霞 265300）

1 CFD技術應用特點分析

CFD技術也稱之為計算流體動力學，是在計算機技術的基礎上開發出來的一種數學模型。由于在實際應用中，數學模型牽涉到大量的數字計算，CFD技術可通過其加速技術，簡化其計算過程，提高計算的時間效率，從而提升整個工作效率。另外，為便于這種CFD技術更好地應用于實踐，CFD技術內部分成了多個不同的模塊，這些模塊有著不同的職責和明確的分工。其中，葉輪機械模塊，因具有自動生成的功能，因而可利用用戶建筑內部設備參數的不同，可實現3D網格的自動化生成。

2 CFD技術的具體應用分析

2.1 建立模型

建立模型具體包括了數學模型與物理模型的建立，也即是說利用數學方式描述出將進行研究的流體問題，因暖通方面的流體問題可以有效滿足連續性方程的要求，普遍采用不可壓流體的粘性流體流動的控制微方程隊，同時，暖通空調制冷工程因為其流體流動通常情況下都是湍流流動，所以，應根據需要對湍流模型進行適當運用，來模擬流體的湍流流動狀況，以此才可非常完整全面地描述出研究的具體問題，并便于接下來的數值求解。

2.2 數值的求解

在具體應用時，數值求解通常分為3個步驟。首先，明確初始條件和邊界條件。初始條件指的是研究對象流動剛開始時，在空間上其求解變量的分布情況，邊界條件指的是求解域邊界上所求解的導數，會隨著時間、地點的變化規律或變量。其次，對計算網格進行劃分。為了合理性地劃分計算網格，主要包括結構網格和非結構網格。結構網格相較于非結構網格，前者更加規范，根據目前CFD技術的具體應用情況來看，大多數CDF軟件都有配置生成網格的特定工具。最后，離散方程建立和求解。可通過有限元法或有限差法的方法驅散求解區。

2.3 對數值解的可視化處理

通過CFD技術可對空間流體的數值予以求解出來，但其最后得到的數值結果，其存在形式是節點數值，這就在很大程度上加大了工作人員的工作難度，使其在對這些結果數據進行觀察時的難度非常大，這樣就無法從這些結果數據中保障其分析的準確率。當前，多種CFD軟件基本上都產生了對CFD計算結果的后處理工序，在完成了CFD數據后處理，其所得的數據即能夠以靜態圖片的方式顯示。

2.4 專用模塊

為了與各種用戶的使用需求保持一致，CFD技術中通過設置各種專用模塊，把其與軟件或系統的專用版本結合起來，其主要目的是可計算出復雜流動，并自動化地生成網格，對邊界條件的設置也可予以簡化，大大提高了工作人員的工作效率與質量。在CFD軟件的專用模塊中，其中最為關鍵性的一個功能即是網格的自動化生成，可直接為客戶提供幾何參數，生成3D網格。

2.5 CDF技術在通風空調房間的氣流組織設計

將CFD技術應用于暖通空調制冷系統中，可為工程設計提供更科學準確的數據參考。CFD技術具有仿真模擬功能，能有效預測整個房間內的氣流分布狀況，通過分析和研究這些數據，從而對暖通空調制冷系統正常發揮作用可能的一些影響因素予以了解和掌握。

2.6 CDF技術在建筑外環境的分析設計

進行建筑暖通空調設計的過程中，建筑的外環境會直接影響暖通空調制冷系統的通風效果。因此，通過CFD技術的應用，可全面分析和設計建筑的外環境，并同時對周邊的各種外環境如熱環境、二次風等進行關注，然后對暖通空調制冷系統的設計進一步優化和完善，進而即可提高這種暖通空調制冷系統的應用效果。

3 結語

我國在CFD技術的研發與應用時間并不長，在技術方面還與發達國家存在一定差距，還有待進一步提升和發展。因此，在國際競爭力日益激烈的形勢下，應重視并采取措施提升我國的暖通空調制冷水平，不斷優化CFD技術，使其應用范圍和應用能力更廣、更成熟。