夏季剧院观众厅气流组织数值模拟与热舒适的分析

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1、分分类号:TU831.810710-2012129035硕士学位论文夏季剧院观众厅气流组织数值模拟与热舒适的分析蔡春春导师姓名职称谢安生高级工程师申请学位类别硕士学科专业名称供热、供燃气、通风及空调工程论文提交日期2015年4月7日论文答辩日期2015年5月24日学位授予单位长安大学NumericalsimulationandthecomfortanalysisofairflowdistributionofthetheaterauditoriuminthesummerAThesisSubmittedfor

2、theDegreeofMasterCandidate：CaiChunchunSupervisor：Prof.XieAnshengChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：如6年5月日论文知识产权权属

3、声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：涵加15年5月怼曰导师签名：摘要对于剧场这类高大空间建筑，由于其存在的建筑特征、使用功能及热湿环境的特殊性，传统的设计方法很难准确评测其气流组织及热湿分布规律。计算流体力学（CFD，ComputationalFluidDynamics）以运算

4、速度快，运行成本低，计算限制小并且可以模拟各种类型工况等优点，在气流组织以及热湿场分布计算中的应用越来越广泛。本文首先从数学理论的角度对CFD理论计算原理进行了简要阐述并对Airpak模拟软件进行了详细的介绍，在此基础上，在随后的章节中本文利用Airpak3.0模拟软件对一在建的剧场观众厅内夏季空调系统的气流组织与热湿环境（温度场、相对湿度场、速度场、CO2浓度场、PMV场、PPD场)展开了模拟计算和分析研究。通过简化物理模型进行模拟计算，分析总结剧场观众厅内夏季空调系统温度场、相对湿度场、速度场、CO2

5、浓度场、PMV场、PPD场的分布规律，以及分析对比剧场观众厅内影响气流组织和热湿环境的三个主要因素：观众上座率、送风温度和送风速度（送风量）对温度场、速度场、CO2浓度场，相对湿度场、PMV、PPD分布情况的影响。结果表明：观众厅上座率对厅内温度场、速度场、CO2浓度场、相对湿度场分布的影响较为明显。观众厅整体温度值、CO2浓度值、相对湿度值随着上座率降低而降低，场内流速随着上座率降低而增大。因此针对不同观众上座率，可以在已有的气流组织形式下对送风参数进行调节，以保证送入室内的空调气流，既可以给人员带来最

6、优的舒适性，达到节能的效果；空调送风温度对厅内速度场、CO2浓度场、相对湿度场分布的影响较小，对温度场以及热舒适度的影响较为明显，空调送风速度对厅内温度场、相对湿度场分布的影响较小，对速度场、CO2浓度场、以及热舒适度的影响较为明显。空调送风温度在22℃～23℃，空调送风速度在0.18m/s～0.2m/s之间，通过各种工况的组合，都能实现满足观众厅内人员舒适度的要求。关键词：观众厅；数值模拟；上座率；室内空气品质iAbstractBecauseoftheexistenceofarchitecturalfe

7、atures,functionality,andindoorthermalandmoistureenvironmentparticularityforsuchalargespaceinthetheaterbuilding,itisdifficulttoaccuratelymeasuretheirairflowandheatandmoisturedistributionbytraditionaldesignmethods.ComputationalFluidDynamics(CFD,Computationa

8、lFluidDynamics)hasanadvantageoffastconsideration,lowoperatingcosts,littlelimittocalculatingandsimulatevarioustypesofconditions,etc.,soitisusedinairflowandheatandmoisturefieldofdistributedcomputingmorewidely.Firstly,