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摘要：目前，CFD可以解决有关流体流动、热传递和化学组份传质的问题，通过模拟可以得到速度、温度、污染物浓度、相对湿度以及有关湍流参数的值，这些参数对设计一个合理舒适的室内环境起着关键的作用。通过模拟数据和实验数据对比考察是否能给出符合实际的气流流态特征及温度场。
关键词：实验室、数值、温度、流动性 中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-06-435
实验概况
实验对象为某洁净实验室， 实验室维护结构采用复合钢板组装而成，门窗为铝合金，地面为地板。实验室大小：5×3.1×2.4（长×宽×高，m×m×m）。实验室主要组成部分为：两个送风口，四个回风口，三盏灯，一个窗户，一扇门。模型中各元件的尺寸及散热量见表1-1。
实验内容
对洁净实验室工作断面风速进行验证，通过实验得到洁净实验室工作面风速，得到工作面上45个测点，如图1-2所示，测量面距地面1m。进风温度为26.4℃，进风湿度为49%，总风量为1414m3/h，进风口1、2风速为1.34m/s，进风口3、4风速为1.39m/s，室内灯光负荷为240w。
洁净实数值模拟
数值模拟对象为洁净实验室，采用Airpak軟件，考虑到实验时门的关闭，且洁净室门的密封性较好，所以忽略通过门的渗透量，在模拟过程中门和窗都设成了墙体，简化模型与原实验室尺寸相同。
假设条件
为简化问题，使控制方程适用于本问题，作如下假设：
（1） 室内流体为不可压缩的牛顿流体;
（2） 流动为稳态湍流;
（3） 密度采用Boussinesq假设，即流体密度仅依赖温度变化，与压力无关。解方程时，除了浮生力一项外，其他项中密度均为常数。
网格划分
在离散控制方程之前，首先要生成网格。在选择网格的时候，应该考虑下列问题：初始化时间、计算花费时间、数值扩散。划分网格应该注意一下几点：
（1） 多采用四边形和六面体网格，因为当流动和网格成一条直线时数值耗散最小，使用三角形和四面体网格流动永远不会和网格成一条直线，四边形网格和六面体网格则可能实现流动和网格成一条线。
（2） 网格单元尽量接近等边，网格越等边，数值扩散越少，如果网格单元的边长超过比5：1，基本上计算无法获得成功。
（3） 整个模型中的网格由Airpak自带的Mesher生成，可使用Mesher默认的Hex结构化网格来构建。Hex结构化网格在同样的网格密度下，所需的网格数远少于非结构化网格，节约计算时间且收敛过程更稳定。
控制参数的确定
控制参数的设定主要是指松弛因子。方程与能量方程的离散格式选用一阶迎风格式。对整个控制方程的求解采用的是SIMPLE算法，对单个控制方程的运算采用的是高斯-赛德尔迭代方法进行迭代，且每一次迭代结束后进行下一轮迭代之前，所赋的新值采用欠松弛方法，以此加强非线性耦合方程迭代求解的稳定性。不同的变量所采用松弛因子的设定主要根据问题的性和计算者的经验，不同的问题，需要计算反复实验才能得出解决问题的松弛因子。不适当的松弛因子将增加运算时间，甚至导致最终计算失败。
本文中，各变量采用的松弛因子如下：
实验结果与模拟结果对比
由前述，对比洁净室距地面1m截面处速度的实验数据和模拟结果，见表1-4和表1-5。
通过以上数据的比较，可以得出Airpak软件及其相关数学模型可以准确的模拟得出流场分布规律，可以用于计算研究的洁净手术室气流组织分布。
关键词：实验室、数值、温度、流动性 中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-06-435
实验概况
实验对象为某洁净实验室， 实验室维护结构采用复合钢板组装而成，门窗为铝合金，地面为地板。实验室大小：5×3.1×2.4（长×宽×高，m×m×m）。实验室主要组成部分为：两个送风口，四个回风口，三盏灯，一个窗户，一扇门。模型中各元件的尺寸及散热量见表1-1。
实验内容
对洁净实验室工作断面风速进行验证，通过实验得到洁净实验室工作面风速，得到工作面上45个测点，如图1-2所示，测量面距地面1m。进风温度为26.4℃，进风湿度为49%，总风量为1414m3/h，进风口1、2风速为1.34m/s，进风口3、4风速为1.39m/s，室内灯光负荷为240w。
洁净实数值模拟
数值模拟对象为洁净实验室，采用Airpak軟件，考虑到实验时门的关闭，且洁净室门的密封性较好，所以忽略通过门的渗透量，在模拟过程中门和窗都设成了墙体，简化模型与原实验室尺寸相同。
假设条件
为简化问题，使控制方程适用于本问题，作如下假设：
（1） 室内流体为不可压缩的牛顿流体;
（2） 流动为稳态湍流;
（3） 密度采用Boussinesq假设，即流体密度仅依赖温度变化，与压力无关。解方程时，除了浮生力一项外，其他项中密度均为常数。
网格划分
在离散控制方程之前，首先要生成网格。在选择网格的时候，应该考虑下列问题：初始化时间、计算花费时间、数值扩散。划分网格应该注意一下几点：
（1） 多采用四边形和六面体网格，因为当流动和网格成一条直线时数值耗散最小，使用三角形和四面体网格流动永远不会和网格成一条直线，四边形网格和六面体网格则可能实现流动和网格成一条线。
（2） 网格单元尽量接近等边，网格越等边，数值扩散越少，如果网格单元的边长超过比5：1，基本上计算无法获得成功。
（3） 整个模型中的网格由Airpak自带的Mesher生成，可使用Mesher默认的Hex结构化网格来构建。Hex结构化网格在同样的网格密度下，所需的网格数远少于非结构化网格，节约计算时间且收敛过程更稳定。
控制参数的确定
控制参数的设定主要是指松弛因子。方程与能量方程的离散格式选用一阶迎风格式。对整个控制方程的求解采用的是SIMPLE算法，对单个控制方程的运算采用的是高斯-赛德尔迭代方法进行迭代，且每一次迭代结束后进行下一轮迭代之前，所赋的新值采用欠松弛方法，以此加强非线性耦合方程迭代求解的稳定性。不同的变量所采用松弛因子的设定主要根据问题的性和计算者的经验，不同的问题，需要计算反复实验才能得出解决问题的松弛因子。不适当的松弛因子将增加运算时间，甚至导致最终计算失败。
本文中，各变量采用的松弛因子如下：
实验结果与模拟结果对比
由前述，对比洁净室距地面1m截面处速度的实验数据和模拟结果，见表1-4和表1-5。
通过以上数据的比较，可以得出Airpak软件及其相关数学模型可以准确的模拟得出流场分布规律，可以用于计算研究的洁净手术室气流组织分布。