1．項目說明

CFD軟件是計算流體力學（Computational fluid Dynamics）軟件的簡稱，是專門用來進行流場分析、流場計算、流場預測的軟件。通過CFD軟件，可以分析并且顯示發生在流場中的現象，在比較短的時間內，能預測性能，并通過改變各種參數，達到最佳設計效果。CFD的數值模擬，能使我們更加深刻地理解問題產生的機理，為實驗提供指導，節省實驗所需的人力、物力和時間，并對實驗結果的整理和規律的得出起到很好的指導作用。

針對某體育館空調設計方案，對其進行了織物空氣分布系統設計（織物空氣分布系統設計可參考圖紙）。根據體育館大空間的溫濕度需求以及氣流組織設計要求，纖維空氣分布系統的出風模式采用射流出風模式。通過射流出風，射流噴口對大空間、遠距離進行大風量送風。射流噴口在空氣分布器上成排設計。射流噴口對氣流加速，從而提供非常遠的射程。針對體育館空調設計方案進行了氣流組織模擬，模擬結果表明該出風方案設計符合體育館對制冷及制熱送風的用能需求。

2.模擬方案說明

在實際應用中，空氣分布系統上布置的射流噴口較多，且射流噴口跟體育館大空間相比，尺寸較小。因此使用體育館三維模型進行模擬時，模擬網格劃分時間較長且繁瑣，模擬計算時間根據以往經驗相對較長。由于本模擬方案只為研究熱風出風效果，考慮到以上幾點，因此將體育館模型做了二維簡化。圖1是體育館二維簡化模型。在圖1中二維結構是根據體育館實際尺寸進行建立結構模型的，空氣分布系統幾何尺寸及位置尺寸也嚴格按照圖紙設計中參數進行建模。

主要參數設置：

1．選取K-E雙方程模型，理想不可壓縮氣體。

2.送風溫度為300K（27℃）。

3．回風口位體院館中部位置。

4．邊界條件的設置：壁面設置為定熱流密度邊界條件，分別設置了相應的熱負荷。設置地面邊界條件時考慮人員負荷的影響，在維護結構熱流密度基礎上增加因人員活動帶來的額外部分熱流量；屋頂增加燈光設備散熱帶來的額外熱流。

圖1體育館結構模型

圖2是對幾何結構進行的網格劃分。針對射流噴口及回風看進行了網格加密，使模擬結果更加準確。

圖2 體育館結構模型網格圖

射流噴口送風速度根據不同的項目場合以及設備參數進行優化設計，射流噴口送風速度根據不同的空氣分布器設計參數最高可達到20m/s，本模擬過程中采用了不同的出風速度進行模擬，入口邊界條件為速速入口。模擬入口邊界條件為：溫度為300K的熱空氣，考慮重力作用。分別對體育館的四壁進行設置了不同的熱負荷。模擬結果表明空氣分布器射流送風模式完全可以滿足送熱風需求。圖3是入口速度計算為5m/s的體育館速度場模擬結果。圖4是速度矢量圖，從圖中可看到流場中每個位置處的速度方向及速度大小，在工作區內可看到是無0值的。圖5是入口速度計算為5.48m/s的速度場模擬結果。對比圖3、圖4、5當降低入口速度設置時，體育館工作區的速度場的風速都在降低。圖6是圖5條件下計算得到的溫度場，因為空氣分布器只考慮為體育場區空調區域，從圖中可看到，體育場區的溫度場是符合設計要求的。如果在模擬過程中將觀眾區送風組織合理設計，場區是完全可以達到溫度分布均勻效果。

以上所模擬結的結果是在一定的室內外初始溫度，并經過相應的簡化，且模擬過程認為空間封閉等條件下得到的。實際送風過程可能會有所差別。但是整體速度、溫度變化趨勢還是相對準確的，模擬結果可以為纖維風管輔助設計，并為其效果驗證提供一定的指導作用。

根據暖通規范中對體育館的送風速度的規定，選配適用的射流噴口，完全滿足送熱風需求。

圖3 入口5m/s速度場

圖5 入口5.48m/s 速度場

圖6 入口風速為5.48m/s的溫度場模擬圖