空调制冷流场仿真：室内环境优化的科学分析

夏日炎炎，骄阳似火，室外烤肉，室内桑拿，何以解救，唯有空调。

空调，上世纪最伟大的发明之一，能够提供让人舒适的凉气，是火炉重庆夏日的必备神器。本文将以T31办公室为空间原型，运用CFD分析软件，模拟空调制冷时室内流场情况，为您可视化展现空气的流动形态。

接下来将分步简单介绍建模仿真过程：

一、 T31办公室几何模型搭建
         

CATIA建模，几何模型与实物按1:1比例搭建，包括T31办公室空间边界、文件柜、门窗、中央空调、柜机空调、办公桌、座椅及假人。

二、 有限元网格划分
         

Hypermesh网格划分二维网格数量为289606个，STAR-CCM+生成实体网格数量为1364856个，网格尺寸控制在5-100mm。

三、 边界条件设置
         

1.网格连续体：多面体网格生成器、棱柱层网格生成器；

2.物理连续体：三维、定常、气体、湍流…；

3.中央空调风口设置速度进口，预估各出风口风速3m/s；

4.柜机空调设置质量流量进口，查空调参数为0.329kg/s；

5.门模拟打开状态，设置为压力出口，出口压力0Pa。

四、 分析结果
         

对分析结果简化后处理，三视图及轴侧视图空气流动形态如下所示：

X向视图

Y向视图

Z向视图

轴侧视图

五、 分析结论
         

通过上述分析结果可知:

1.中央空调风速较小但较为集中，柜机空调吹拂区域有限，室内中排位置基本无风；

2.中央空调出风口处于假人正上方，直吹假人头部；

3.根据实际体验和分析结果对T31办公室简单的划分了四种区域，偏冷（白色）、舒适（绿色）、偏热（黄色）、热（红色）；

4. 本案例未添加温度曲线，室内电脑散热以及人体排热，如有需要，可进一步做瞬态分析评判T31办公室的室内舒适性。

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