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　　功能描述：

　　氣流體模擬CFD模擬技術(shù)服務(wù)

　　凈化設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計的效果與室內(nèi)氣流組織密切相關(guān)。好的氣流組織方式能夠使?jié)崈魠^(qū)域的氣流組織、溫度、濕度和速度很容易地符合設(shè)計要求，反之，差的氣流組織方式可能根本就達不到設(shè)計要求。因此，在凈化設(shè)備、凈化系統(tǒng)設(shè)計完成之后施工之前，預(yù)測氣流組織狀況就很重要。

　　我公司面向各凈化行業(yè)廠家提供專業(yè)的氣流體模擬CFD技術(shù)服務(wù)，(Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD)，是一種重要的計算機模擬技術(shù)，其產(chǎn)生可以追溯到20世紀30年代初，它是流體力學、數(shù)值計算方法以及計算機圖形學三者相互結(jié)合的產(chǎn)物。1974年，丹麥的尼爾森(P.V.Nielsen)首次將CFD技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)工程，模擬室內(nèi)空氣流動情況，標志著CFD技術(shù)開始應(yīng)用于分析工程中的流動問題。CFD是目前國際上一個強有力的研究領(lǐng)域，是進行“三傳”(傳熱、傳質(zhì)、動量傳遞)及燃燒、多相流和化學反應(yīng)研究的核心與重要技術(shù)，廣泛應(yīng)用于熱能動力、航空航天、機械、土木水利、環(huán)境化工、暖通空調(diào)及空氣凈化工程等諸多工程領(lǐng)域。

　　我公司與國內(nèi)CFD技術(shù)人員有著廣泛的密切合作，面向國內(nèi)各凈化設(shè)備公司、凈化工程公司提供先進的應(yīng)用于凈化設(shè)備氣流體模擬CFD技術(shù)服務(wù)：

　　1、 CFD模擬技術(shù)的應(yīng)用范圍

　　CFD能夠分析與研究在各種復(fù)雜幾何形狀的空間(裝置)內(nèi)、外發(fā)生的下列工程問題：①凈化設(shè)備及潔凈區(qū)域內(nèi)的流體流動模型數(shù)據(jù);②高溫傳熱(導(dǎo)熱、對流、輻射換熱、流固偶合傳熱);③氣-固、液-固、氣-液、液-液等多相流(如均化庫、增濕塔、氣力輸送等);④非牛頓流體流動(流變、如粉體、混凝土、膏狀物等);⑤多孔介質(zhì)流;⑥化工反應(yīng)流;⑦煤粉燃燒、氣態(tài)燃料燃燒、油霧燃燒、多種燃料混合及多氧化流燃燒(如燃燒器、分解爐、烘干爐等);⑧爆炸、爆燃和著火(如煤粉倉的爆炸與防治);⑨攪拌反應(yīng)釜;⑩環(huán)保(氣體、水污染的擴散與防治、脫硫、NOx等)。

　　CFD分析研究可以提供凈化工程設(shè)計、凈化設(shè)備生產(chǎn)管理、技術(shù)改造中所必需的參數(shù)，如流體阻力(阻力損失)，流體與固體之間的傳熱量(散熱損失等)，氣體、塵埃粒子固體顆粒的停留時間，產(chǎn)品質(zhì)量，反應(yīng)率，塵埃粒子處理能力(產(chǎn)量)等綜合參數(shù)以及各種現(xiàn)場可調(diào)節(jié)量(如風量、風溫、組分等)對這些綜合參數(shù)的影響規(guī)律性。還可以提供流動區(qū)域內(nèi)精細的流場(速度矢量)、溫度場、各種與反應(yīng)進程有關(guān)的組分參數(shù)場，通過對這些場量的分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有裝置或設(shè)計中存在的不足，為創(chuàng)新設(shè)計、改造設(shè)計提供依據(jù)。相當于是一個通用的、多功能的大型冷熱態(tài)、氣流組織試驗場(數(shù)值試驗)。

　　2、 氣流體模擬CFD技術(shù)在潔凈工程及暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用

　　2.1 CFD在潔凈工程、暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域。 CFD主要可用于解決以下幾類暖通空調(diào)工程的問題：

　　2.1.1 潔凈空間氣流組織設(shè)計 借助CFD可以預(yù)測仿真潔凈空間的氣流分布詳細情況。氣流數(shù)值分析能夠考慮室內(nèi)各種可能的內(nèi)擾、邊界條件和初始條件，因而它能全面地反映室內(nèi)的氣流分布情況，從而便于發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的氣流分布方案，進而指導(dǎo)設(shè)計使其達到良好的空氣凈化效果。

　　2.1.2 建筑外環(huán)境分析設(shè)計 建筑外環(huán)境對建筑內(nèi)部居住者的生活有重要的影響，建筑小區(qū)二次風、小區(qū)熱環(huán)境等問題日益受到人們的關(guān)注。采用CFD可以方便地對建筑外環(huán)境進行模擬分析，從而設(shè)計出合理的建筑風環(huán)境。而且，通過模擬建筑外環(huán)境的風流動情況，還可進一步指導(dǎo)建筑內(nèi)的自然通風設(shè)計等。

　　2.1.3 室內(nèi)空氣品質(zhì)研究 利用CFD技術(shù)研究潔凈空間空氣品質(zhì)問題，主要是通過模擬得到室內(nèi)各個位置的風速、溫度、相對濕度、污染物濃度等參數(shù)，從而評價通風換氣效率、熱舒適和污染物排除效率等。

　　2.1.4 凈化設(shè)備性能的研究改進 凈化工程及暖通空調(diào)工程的許多設(shè)備，如高效送風口、風淋室、潔凈棚、FFU風機過濾單元、回風口、送風天花、風機、蓄冰槽、空調(diào)器等，都是通過氣流體工質(zhì)而工作的，氣體流動情況對設(shè)備性能有著重要的影響。通過CFD模擬計算設(shè)備內(nèi)部的氣體流體流動情況，可以研究設(shè)備性能，從而改進其氣流組織，提高凈化效果。

　　2.2 凈化工程、凈化設(shè)備、暖通空調(diào)領(lǐng)域中CFD的求解過程CFD進行模擬仿真，其主要環(huán)節(jié)無外乎包括以下幾個方面:建立數(shù)學物理模型、進行氣流數(shù)值求解、將數(shù)值解結(jié)果可視化等。

　　2.2.1 建立數(shù)學物理模型 建立數(shù)學模型是對所研究的流動問題進行數(shù)學描述，為數(shù)值求解做準備工作。基本數(shù)學模型有：

　?、儋|(zhì)量守恒方程

　　②動量守恒方程

　?、勰芰渴睾惴匠?/p>

　　ρ——流體密度，kg/m3;

　　t ——時間，s;

　　u——速度矢量，m/s;

　　ui——速度在i方向上的分量，m/s;

　　p——壓強，pa;

　　Fi——體積力，N;

　　T——溫度，K;

　　cp——定壓比熱;

　　ST——粘性耗散項。

　　對于湍流流動，還要補充反映湍流特性的其他方程。

　　2.2.2 進行氣流數(shù)值求解?、俅_定邊界條件與初始條件。

　　初始條件和邊界條件是控制方程有確定解的前提。初始條件是所研究對象在過程開始時刻各個求解變量的空間分布情況。對于瞬態(tài)問題必須給定初始條件，對于穩(wěn)態(tài)問題不需要初始條件。邊界條件是在求解區(qū)域的邊界上所求解的變量或其導(dǎo)數(shù)隨地點和時間的變化規(guī)律。②劃分計算網(wǎng)格。網(wǎng)格分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。簡單說，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在空間上比較規(guī)范，如對一個四邊形區(qū)域，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格多是成行成列分布的，而非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在空間分布上沒有明顯的行線和列線。目前各種CFD軟件都有專門的網(wǎng)格生成工具。③建立離散方程并求解。離散方程常用的方法有：有限容積法、有限差分法和有限元法等。選擇合適的方法，對求解區(qū)域進行離散。

　　2.2.3 結(jié)果可視化 通過計算機數(shù)值求解得到的結(jié)果是節(jié)點上的數(shù)值，因而視覺效果上不具備可觀性，難以被一般工程人員或其它相關(guān)人員所認識和接受，所以必須借助相關(guān)軟件將模擬結(jié)果可視化，CFD的后處理可以靜態(tài)顯示氣流速度、氣流方向、溫度、塵埃粒子濃度場圖片，也可以動態(tài)的顯示氣流體流動的流線和跡線。

　　我國大概在20世紀80年代開始研究CFD在暖通領(lǐng)域的應(yīng)用。我國現(xiàn)有成果大部分屬于運用專用軟件進行某個算例的分析。從總體上說，真正把CFD技術(shù)與實際的凈化工程、暖通設(shè)計結(jié)合的案例還很少，真正掌握CFD技術(shù)的暖通設(shè)計人員數(shù)量有限，在我國凈化行業(yè)、暖通行業(yè)中開展CFD方面研究尚有大量工作要做。氣流體模擬CFD技術(shù)服務(wù)

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