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1、CFD论文：建筑室内环境的数值模拟研究【中文摘要】如何预测建筑室内环境状况是暖通空调领域一个重要的研究课题,随着计算机技术和计算流体力学的快速发展,CFD方法已经成为室内环境分析的重要手段之一。目前市场上已经出现了将近50余款的商用CFD模拟软件,但这些模拟软件主要被国外的研究单位或者公司所有,价格昂贵、且研究者很难将最新的研究成果加入到这些软件中,因此,开发具有自主知识产权的CFD模拟软件具有及其重要的科研价值。作者利用Visualbasic6.0和CompaqVisualFortran6.6混合编
2、程的方法,在对建筑室内环境数值模型研究的基础上,对导师的室内环境模拟程序的源代码进行了大量的改进,从而开发出了一套界面友好,计算速度高效的建筑室内环境数值模拟程序IAMTE3.0。本文首先对建筑室内环境模拟的一般问题进行了研究,建立了流动换热的通用控制方程组,并通过对通用控制方程组的离散化处理,得到了流动与换热的常规算法和加速收敛措施,为建筑室内环境数值模拟提供了基本的求解方法。其次,本文对建筑室内环境模拟的特殊性问题进行了研究,介绍了适用于室内环境模拟的风口模型、热源模型和污染源模型的实现方法,并将
3、这些简化模型运用于程序计算之中,从而使得计算程序能够更加合理的反映室内环境的气流组织状况、热环境状况以及污染物的分布状况。第三,本文根据室内环境模拟网格划分的需要,提出了基于ZONE空间的结构化网格生成算法,该算法能够人为的控制网格疏密,生成较高质量的网格,同时可以根据模拟的要求生成均匀或非均匀的粗细网格,节约核心程序的运算时间,这一网格生成算法对室内环境数值模拟网格质量的控制非常适用。最后,本文在VisualBasic6.0软件平台上开发了具有不同功能的程序界面,实现了前处理过程的可视化;在Comp
4、aqVisualFortran6.6软件平台上对核心计算程序进行了大量的改进,使之能够很好的适应前处理描述的建筑热物理模型参数;并给出了Tecplot可识别的数据结构形式及IAMTE3.0程序输出模拟计算结果文件的具体实现方法,从而实现了对建筑室内环境数值模拟程序IAMTE3.0的整个开发过程。本程序通过与成熟的CFD商业软件的对比分析,证实了该模拟程序对室内气流组织模拟、污染物扩散模拟以及自然通风模拟结果的可靠性。【英文摘要】Thewaytopredicttheindoorenvironmentis
5、animportantresearchdirectionofHVACstudy.AlongwiththecomputertechnologyanddevelopmentofCFD,CFDbecomesasignificanttooltoanalyzeindoorenvironment.Atpresent,about50kindsofcommercialCFDsoftwareareinuse,mostofthemareexpensivecausecopyrightreservedbyforeigncor
6、porationorresearchcenter.Meanwhile,it`shardtoupdatelatestresearchachievementtimely.Soit`surgentandsignificanttodevelopaCFDsoftwarebyourselves.Basedontheresearchonthermalenvironmentmathematicmodel,theauthormadealotofrevisionstoimprovetheindoorenvironment
7、simulationsourcecodeofourstudyingteamusingVisualBasic6.0andCompaqVisualFortran6.6.ThenewsoftwareIAMTE3.0forindoorenvironmentmathematicsimulationhasfriend-interfaceandmoreefficientmathematicmodel.Atthefirstpartofthispaper,theauthordoesresearchesongeneral
8、considerationsofthermalenvironmentsimulationandbuiltacommonequationssetofflowheatinterchange.Theauthorobtainstheconventionalalgorithmandimprovesmeasuresofflowheatinterchangeafterdiscretetheequationsset.Thoseworksprovidemethodsofs
