某别墅室内环境的模拟研究开题报告

1. 研究目的与意义

在过去的20多年,长期生活和工作在现代建筑物内的人们表现出越来越严重的病态反应。室内气流组织研究室内空气的流动状态,包括空气的温度、湿度、流速、年龄、脉动、各种污染物浓度等内容,是室内空调系统中的一个重要环节。室内气流组织直接影响着空调系统的使用效果,在有室温波动范围和有洁净度要求以及高大空间的建筑中,气流组织更是具有重要的作用。合理的室内气流组织能充分发挥送风的冷却或加热作用,均匀地消除室内的热量或提高室内的温度,合理地改善室内的热、湿环境,并能更有效地排除室内的污染物,提高室内的空气品质。因此,室内气流组织是空气调节领域内的一个重要研究内容。

2. 国内外研究现状分析

随着计算机的发展,利用计算流体力学对气流组织进行数值模拟的方法应运而生。数值模拟方法通过求解质量、动量、能量、气体组分质量守恒方程和粒子运动方程,得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度、空气年龄等参数,从而分析评价通风换气效率、热舒适和污染物排除效率等。由于数值模拟方法具有周期短、费用低等特点,并且能够预先进行,因此是室内空气品质评价的有效工具。

日本自20世纪70年代以来也开始了室内气流组织数值计算方面的研究,现在已经进入了实用阶段,成为室内热环境、建筑与设备工程设计上的重要手段,并陆续推出了一些建筑室内热环境的仿真软件。

3. 研究的基本内容与计划

1、1-2周，研究学习数值模拟的基本理论和模拟方法，并学习使用fluent模拟软件，能使用该软件进行流场的数值模拟，构建论文基本框架。

2、2-5周，以某竹结构建筑为研究对象，通过数值模拟分析建筑室内的温度场、速度场以及污染物浓度场，通过记录并分析数据比较获得较好的气流组织方式，从而为居住者提供较好的热舒适度环境。撰写论文初稿。

3、5-10周，完善模拟，通过与同学讨论和学习，分析竹结构建筑与常规混凝土建筑室内环境的特点。

4. 研究创新点

利用Fluent软件对竹结构内部具有简单障碍物及边界形状不规则的物理问题进行了数值模拟。