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在进行高大空间分层空调设计时合理地确定对流热转移量及预测不同设计方案的空调效果一直是设计人员的难题。本文通过采用CFD数值模拟与经验公式相结合的方法研究高大空间分层空调的对流热转移量，并对设计参数进行了敏感性分析。研究以重庆地区某高大机械加工厂房分层空调为对象，根据建筑的实际几何尺寸及空调设计参数，建立厂房分层空调设计方案下的计算模型，采用STAR-CD软件对分层空调设计方案进行了三维数值模拟研究。计算中流动控制方程为N-S方程，紊流模型使用RNG k-ε两方程湍流模型，采用有限容积法离散计算区域，近壁区采用壁面函数法考虑墙壁边界条件，并使用迎风差分格式，速度-压力耦合采用SIMPLE算法。本文针对夏季分层空调设计方案，详细分析了分层空调气流分布特性和送风机理，并对不同分层空调方案下的温度场、速度场、对流热转移量及不同影响因素进行了分析。本文提出冬季工况下通过控制送风射流下边界高度和射流搭接高度来选择合理的送风角度，探讨了送风角度、送风速度、送风温差、送风间距对实现分层供暖、抑制对流热转移的影响。研究结果表明：本文模拟计算的结果能大致与文献[5]实验回归的曲线吻合，该方法可以用来计算分层空调对流热转移负荷，也证明利用CFD方法研究大空间分层空调对流热转移的可行性；通过合理的分层供暖气流组织，能使热射流充分作用于供暖区，抑制大空间上下部间的热对流，真正起到分层供暖的目的。