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1. 研究目的与意义
本课题所做的是药厂休息室气流组织模拟分析,根据空调系统的设计数据及休息室正常使用时人员和物品布置情况，为了合理地组织室内空气的流动，从而使室内空气的温度、湿度、流速及洁净度等更好地满足舒适度要求和工艺要求，因此需利用计算流体力学软件Airpak进行室内气流组织模拟计算。分析得出药厂休息室空气的温度分布和速度分布，再通过与设计温度的比较，判定空调系统的设计是否满足设计需求。其目的和意义在于采用一种新的方法和软件计算这种新的工具，为空调风口布置以及空调风量设计是否合理提供一个理论参考。 |
2. 国内外研究现状分析
计算流体力学CFD(Computational Fluid Dynamics)是通过计算机数值计算和图像现实,对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。简单地说，CFD相当于"虚拟"地在计算机做实验，用以模拟仿真实际的流体流动情况。1933年英国人Thom首次用手摇计算机数值求解了二维粘性流体偏微分方程，CFD由此产生；1974年丹麦的P.V.Nielsen首先将计算流体动力学CFD 技术应用于暖通空调工程领域,；Chen Qingyan则在1988年利用CFD技术对建筑物能耗分析、室内空气流动以及室内空气品质等问题进行了分析和研究。我国也于1970 年代末开始从事此方向的研究，经过多年的应用研究，如今可以利用CFD技术模拟预测空调房间内的空气流动,进行气流组织设计与分析。但是,在应用中也存在一些问题,如何快速、准确地在模拟预测工程中需要优化比较的大量工况，是其中最为迫切的一个问题。Airpak则是利用CFD作为理论来源开发出来的一款专门用于暖通领域的软件，针对性比较强，对暖通行业用来解决专业性问题上提供了很好的帮助。采用了模拟室内的大气压力和气流速度的客观的评价方法，用有限体积法的数值模拟对室内空气流动的三维湍流现象进行了分析。Fluent airpak 3.0是目前国际上比较流行的商用CFD 软件。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：本课题为药厂休息室气流模拟分析，药厂休息室面积大约30平方米，空调系统初步设计成1个送风口和1个回风口，且为侧送下回形式。利用Airpak软件，根据初步设计的休息室空调风口布置以及休息室正常使用时人员和物品布置情况，计算出室内气流的温度分布和速度分布。具体步骤为（1）建立几何模型（2）进行网格划分（3）设置边界条件和求解条件（4）对划分网格的模型进行求解（5）温度场速度场分析（6）对室内的通风状况进行分析。然后根据计算分析的结果与初步设计相比较，判定空调系统的设计是否满足设计需求，并提出改善方案。 研究计划：1～2周 开题报告和文献综述；3～6周 熟悉软件操作，模拟问题并分析；7～10周 画图及网格划分；11～13周 利用软件进行计算；14周后期图形处理及分析计算；15～16 撰写论文、准备答辩。 |
4. 研究创新点
本课题特色与创新是：在空调系统布置之前，先对设计的空调系统进行可行性分析。也就是利用Airpak软件根据初步设计的空调系统，计算出休息室的温度分布和速度分布，再与初步设计的方案相比较，分析该设计是否合理，从而提出相关改善方案，供空调系统设计人员参考。利用Airpak进行气流组织模拟分析可大大减少设计成本，降低设计风险，避免后期改造，缩短设计周期。 |
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