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1、2003年3月制 冷 第22卷第1期(总82期)17X 文章编号:ISSN100529180(2003)0120017206计算流体力学在制冷工程中的应用瞿晓华,谢 晶,徐世琼(上海水产大学食品学院冷冻空调工程系,上海200090)[摘要]近年来,计算流体力学被越来越多地应用到制冷领域中。计算流体力学(CFD)是流体力学的一个分支,用于求解固定几何形状空间内的流体的动量、热量和质量方程以及相关的其它方程,并通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下的有关信息,是工程设计人员用于分析问题和解决问题强有力的和用途广泛的工具。本文对CFD在制冷各
2、方面的应用进行了综述,并对CFD应用的优势和应用前景作了探讨。[关键词]计算流体力学,制冷,数值模拟,优化设计[中图分类号]TQ018;TP311[文献标识码]BApplicationofComputationalFluidDynamics(CFD)inRefrigerationQUXiao-hua,XIEJing,XUShi-qiong(RefrigerationandFreezingTechniqueDepartment,CollegeofFoodScience,ShanghaiFisheriesUniversity,Shanghai200090)Abstract:
3、Computationalfluiddynamics(CFD)hasbeenappliedinthefieldofrefrigerationmorefrequentlyinrecentyears1CFD,powerfulandfar-reaching,usingsimulationtooltoanalyzeandsolveproblems,isonefiliationofthefluiddynamics1Itusescomputertoevaluatemomentum,heat,massandothercontrolequationsoffluidinthefixedg
4、eometryspaceforgettingtheusefulmessageinthegivenconditions1ThispaperreviewstheapplicationsofCFDinrefrigeration1TheadvantagesofusingCFDarediscussedandthefutureofCFDapplicationsisalsooutlined.Keywords:ComputationalFluidDynamics,Refrigeration,ModelingSimulation,OptimizationDesignCFD计算相对于实验研
5、究,具有成本低、速度1 前言快、资料完备、可以模拟真实及理想条件等优点。20世纪60年代末,CFD技术已经在流体力学各相 计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,[2]关行业得到了广泛的应用。近些年来,随计算机以下简称为CFD)是基于计算机技术的一种数值计技术的发展,CFD应用方面的研究开始活跃起来。算工具,用于求解流体的流动和传热问题。它是流CFD模拟的目的是作出预测和获得信息,以达到对体力学的一个分支,用于求解固定几何形状空间内流体流动的更好控制。理论的预测出自于数学模型的流体的动量、热量和质量方程以及相关的其它方的结果,而不是出自于一
6、个实际的物理模型的结程,并通过计算机模拟获得某种流体在特定条件下果。数学模型主要是由一组微分方程组成,这些方的有关数据。CFD最早运用于汽车制造业、航天事程的解就是CFD模拟的结果。CFD的基础是动量、[1]业及核工业,用离散方程解决空气动力学中的流能量、质量守恒方程,在实际的应用中还会综合利体力学问题。实际上CFD可以用于多种加工过程。用其它的方程。CFD计算的方法主要有三种:差分近年来,CFD开始被越来越多地应用到制冷领域法、有限元法、有限体积法。计算流体力学是多领中,如用于描述食品冷冻、冷藏,冷却间的气体循域交叉的学科,涉及计算机科学、流体力学、偏微环,及真空冷却
7、、冷藏链、冷凝等过程中食品中的分方程的数学理论、计算几何学、数值分析等学[3]传热问题等。科。这些学科的交叉融合,相互促进和支持,也X上海市教委发展基金项目(项目号:01H05) 收稿日期:2002211220No11,2003,Mar118REFRIGERATIONVol122(TotalNo182)推动着这些学科的深入发展。当然,数值模拟也有型:根据相关专业知识将问题用数学方法表达出一定的局限性。首先是要有准确的数学模型,这不来。然后就是如何利用CFD软件,对问题进行求是所有问题都能做到的。不少问题,其机理尚未完解、分析。整个CFD
