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[摘 要]随着人们生活水平的不断提高,空调已经在各家各户普及,空调制造技术也在越来越创新。CFD技术是运用于暖通空调制冷工程中的一个新型技术,是空调制造技术中必不可少的部分。因此,本文主要对CFD技术在暖通空调中的应用原则和技术特点进行分析,而后提出CFD技术在暖通空调制冷工程中的实际应用,以供参考。
[关键词]CFO技术;通暖空调;制冷工程
中图分类号:TU831 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)08-0381-01
CFD技术属于模拟仿真技术中的一种,在暖通空调制冷工程中通常被应用于模拟预测空气以及其他工质流体流动情况的测试方面,是一种非常常见的工程流体技术。CFD技术的主要方法包括:Zonal model,射流公式,模型實验等。随着空调的普及,CFD技术在暖通空调制冷工程渐渐运用广泛起来。
1.CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用原则
CFD是一种在计算机技术的基础上演变而成的仿真模拟技术。计算机在建立模型的过程中,前端处理的过程中将会生成模型所需要的全部数据[1]。利用这个原理,在实际操作过程中,工作人员往往会率先建立模型,然后利用模型存储相关数据,进一步生成网格。因此,在暖通空调制冷工程中应用CFD技术的关键就是前端处理。由于计算机每时每刻都处于高速运算状态,能够将结果实时体现出来。因此,为了保证将暖通设备的效率发挥最大化,在CFD技术应用的过程中,主要需要遵循三大原则:周期、模块、参量,以确保空调能够有良好的制冷效果。
2.CFD技术在暖通空调制冷工程应用中的技术特点
2.1 应用于CFD技术中的数学模型组成特征
CFD技术本质上是计算机建模技术的运用,在整个技术中,数学模型的选取是关键。数学模型组成特征的不同,对于CFD技术的影响巨大[2]。目前,常用于CFD軟件中的数学模型主体为纳维尔一斯托克斯方程组和各种湍流模型的组合。同时配合各种其他模型,构成CFD技术中使用的数学模型。有限元素和有限体积是CFD技术数学模型中常用的两种离散方法,目前,有限体积方法是应用较为广泛的一种离散方法。
2.2 应用于CFD技术中的加速收敛技术
CFD技术属于三维流动数值模拟计算的一种,对计算量的要求十分高,因此,CFD技术中,加速收敛技术的应用必不可少。目前,常用于CFD技术中的加速收敛技术主要包括:当地时间步长法、残差光顺法、多层网格法等。当然,在运用加速收敛技术的同时,在实际运行过程,工作人员往往还是使用平行计算法来缓解计算量的压力,从而解决计算时间过程、内存不足等问题,提高计算效率。
2.3 应用于CFD技术中的各种专用模块
专用模块的设定主要是为了给用户提供便利,同时,专用模块的设立还能够极大程度上减轻计算机的计算压力,是一种效用性非常强的分析处理辅助工具,在实际运用过程中备受青睐。此外,由于技术的限制,CFD在生成网格时往往需要花费大量的时间和精力,效益十分低,在CFD技术中设立专用模块后,技术中所需的网格可以通过专用模块自动生成,从而将CFD技术使用效率大幅度提升,减轻了技术使用过程中人力和时间的消耗。
3.CFD技术在暖通空调制冷工程中实际应用
3.1 建立模型
CFD技术之所以被广泛应用于暖通空调制冷工程中主要是由于该技术将计算机模拟计算原理与空调制冷工程有机结合起来,从而优化工作模式,节省工程时间,提高工作效率的一种高效技术模式。CFD技术本质就是模拟仿真技术,也是计算机3D模型的应用。因此,在CFD技术中首先就需要建立相关的模型,其中主要包括物理模型和数学模型。建立模型的过程就是将暖通空调制冷工程所需的流体工作部分通过数学运算的方式直观明了的表达出来,从而让工作人员更快了解暖通空调制冷工程中流体工作运行情况和原理。在实际运用过程中,工作人员往往更倾向于使用控制微方程。同时,由于湍流流动暖通空调制冷工程中流体的主要流动方式,因此,CFD技术用也应该选用适当的湍流模型对实际情况进行仿真模拟,从而提高模型的真实度。
3.2 数值求解
建立相关模型后,下一步就是对数值进行求解。首先,为了保证方程有解,工作人员应该明确暖通空调制冷工程的边界及初始条件。所谓边界条件,就是指临界于满足和不满足方程有解的变量或者变化规律。所谓初始条件就是指研究对象初始状态下的空间分布情况。只用充分了解这两点,工作人员才能运用公式解出相关方程。了解边界及初始条件后,下一步就是合理划分计算机网格。计算机网格时CFD技术中较为关键的部分,也是CFD技术的重点和难点,目前计算机网格主要包括结构网格和非结构网格两种。在实际运用过程中,需要根据实际情况进行选择。建立网格后,最后一步就是对离散方程进行求解。工作人员根据已知条件,求解离散方程,从而得出相关数据。
3.3 数值解的可视化处理
完成前两步工作后,CFD技术还需要将求解的数值进行可视化处理,才能体现CFD技术的模拟仿真性,从而发挥出CFD技术的效用。由于求解的数值往往以节点数值的方式存在,工作人员的工作难度大大增加,因此,很难对数值进行可视化处理。因此,工作人员应该充分利用CFD技术,将运算后的数据通过静态图片的方式展现出来,从而实现数值解的可视化,让工作人员能够充分了解暖通空调制冷工程流体运转情况,从而提高工作效率。
4.结语
总之,CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用主要是建立模型、数值求解以及将求解数据可视化三步,能够帮助工作人员充分了解空调内部流体运行情况,从而减轻工作人员工作量,提高工作效率。但是,目前我国CFD技术依然存在一点的缺陷,不能与国际接轨,需要进一步的完善和提高。
参考文献
[1] 周巧珍,王正忠.浅论CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J].经济管理:文摘版,2016,10(8):00293-00293.
[2] 刘南,张子仁.分析CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J].建筑·建材·装饰,2014,36(11):1054-1056.
作者简介
喻意华(1980.8)女籍贯:湖南省长沙市宁乡县,供职:广东美的暖通设备有限公司,研究方向:暖通。
[关键词]CFO技术;通暖空调;制冷工程
中图分类号:TU831 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)08-0381-01
CFD技术属于模拟仿真技术中的一种,在暖通空调制冷工程中通常被应用于模拟预测空气以及其他工质流体流动情况的测试方面,是一种非常常见的工程流体技术。CFD技术的主要方法包括:Zonal model,射流公式,模型實验等。随着空调的普及,CFD技术在暖通空调制冷工程渐渐运用广泛起来。
1.CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用原则
CFD是一种在计算机技术的基础上演变而成的仿真模拟技术。计算机在建立模型的过程中,前端处理的过程中将会生成模型所需要的全部数据[1]。利用这个原理,在实际操作过程中,工作人员往往会率先建立模型,然后利用模型存储相关数据,进一步生成网格。因此,在暖通空调制冷工程中应用CFD技术的关键就是前端处理。由于计算机每时每刻都处于高速运算状态,能够将结果实时体现出来。因此,为了保证将暖通设备的效率发挥最大化,在CFD技术应用的过程中,主要需要遵循三大原则:周期、模块、参量,以确保空调能够有良好的制冷效果。
2.CFD技术在暖通空调制冷工程应用中的技术特点
2.1 应用于CFD技术中的数学模型组成特征
CFD技术本质上是计算机建模技术的运用,在整个技术中,数学模型的选取是关键。数学模型组成特征的不同,对于CFD技术的影响巨大[2]。目前,常用于CFD軟件中的数学模型主体为纳维尔一斯托克斯方程组和各种湍流模型的组合。同时配合各种其他模型,构成CFD技术中使用的数学模型。有限元素和有限体积是CFD技术数学模型中常用的两种离散方法,目前,有限体积方法是应用较为广泛的一种离散方法。
2.2 应用于CFD技术中的加速收敛技术
CFD技术属于三维流动数值模拟计算的一种,对计算量的要求十分高,因此,CFD技术中,加速收敛技术的应用必不可少。目前,常用于CFD技术中的加速收敛技术主要包括:当地时间步长法、残差光顺法、多层网格法等。当然,在运用加速收敛技术的同时,在实际运行过程,工作人员往往还是使用平行计算法来缓解计算量的压力,从而解决计算时间过程、内存不足等问题,提高计算效率。
2.3 应用于CFD技术中的各种专用模块
专用模块的设定主要是为了给用户提供便利,同时,专用模块的设立还能够极大程度上减轻计算机的计算压力,是一种效用性非常强的分析处理辅助工具,在实际运用过程中备受青睐。此外,由于技术的限制,CFD在生成网格时往往需要花费大量的时间和精力,效益十分低,在CFD技术中设立专用模块后,技术中所需的网格可以通过专用模块自动生成,从而将CFD技术使用效率大幅度提升,减轻了技术使用过程中人力和时间的消耗。
3.CFD技术在暖通空调制冷工程中实际应用
3.1 建立模型
CFD技术之所以被广泛应用于暖通空调制冷工程中主要是由于该技术将计算机模拟计算原理与空调制冷工程有机结合起来,从而优化工作模式,节省工程时间,提高工作效率的一种高效技术模式。CFD技术本质就是模拟仿真技术,也是计算机3D模型的应用。因此,在CFD技术中首先就需要建立相关的模型,其中主要包括物理模型和数学模型。建立模型的过程就是将暖通空调制冷工程所需的流体工作部分通过数学运算的方式直观明了的表达出来,从而让工作人员更快了解暖通空调制冷工程中流体工作运行情况和原理。在实际运用过程中,工作人员往往更倾向于使用控制微方程。同时,由于湍流流动暖通空调制冷工程中流体的主要流动方式,因此,CFD技术用也应该选用适当的湍流模型对实际情况进行仿真模拟,从而提高模型的真实度。
3.2 数值求解
建立相关模型后,下一步就是对数值进行求解。首先,为了保证方程有解,工作人员应该明确暖通空调制冷工程的边界及初始条件。所谓边界条件,就是指临界于满足和不满足方程有解的变量或者变化规律。所谓初始条件就是指研究对象初始状态下的空间分布情况。只用充分了解这两点,工作人员才能运用公式解出相关方程。了解边界及初始条件后,下一步就是合理划分计算机网格。计算机网格时CFD技术中较为关键的部分,也是CFD技术的重点和难点,目前计算机网格主要包括结构网格和非结构网格两种。在实际运用过程中,需要根据实际情况进行选择。建立网格后,最后一步就是对离散方程进行求解。工作人员根据已知条件,求解离散方程,从而得出相关数据。
3.3 数值解的可视化处理
完成前两步工作后,CFD技术还需要将求解的数值进行可视化处理,才能体现CFD技术的模拟仿真性,从而发挥出CFD技术的效用。由于求解的数值往往以节点数值的方式存在,工作人员的工作难度大大增加,因此,很难对数值进行可视化处理。因此,工作人员应该充分利用CFD技术,将运算后的数据通过静态图片的方式展现出来,从而实现数值解的可视化,让工作人员能够充分了解暖通空调制冷工程流体运转情况,从而提高工作效率。
4.结语
总之,CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用主要是建立模型、数值求解以及将求解数据可视化三步,能够帮助工作人员充分了解空调内部流体运行情况,从而减轻工作人员工作量,提高工作效率。但是,目前我国CFD技术依然存在一点的缺陷,不能与国际接轨,需要进一步的完善和提高。
参考文献
[1] 周巧珍,王正忠.浅论CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J].经济管理:文摘版,2016,10(8):00293-00293.
[2] 刘南,张子仁.分析CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J].建筑·建材·装饰,2014,36(11):1054-1056.
作者简介
喻意华(1980.8)女籍贯:湖南省长沙市宁乡县,供职:广东美的暖通设备有限公司,研究方向:暖通。