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摘要：科技的发展日新月异，人们对建筑内的体验标准也日趋严格，而暖通空调在其中起到不可替代的作用，而传统工艺已经不能满足暖通空调对精度和品质的要求。本文从CFD技术的理论与实用性角度出发，结合前人的研究与个人实战操作对CFD在暖通空调制冷工程中的应用进行了新的探讨，从而得出CFD技术可运用于暖通空调的组织设计、环境分析、性能研究等多个方面的结论。
关键词：CFD技术；暖通空调制冷工程；应用
随着科技的发展，人们的生活水平有了显著的提高，多数公民不再满足于早期的温饱。马斯洛的需要层次理论中提到，当人类基本的生理需求后满足，其安全需求、归属需求等更高层次的需求就会更加强烈，而周围建筑与设施的不断完善显然是解决当代人以上需求的最好途径，暖通空调在其中也是不可或缺的一环，商业区、工业区、居民区等人类的生活环境中，对暖通空调的需求都极高，后者的存在可大大提升生活环境的舒适度和便捷度。因此对暖通空调制冷工程的研究也就显得十分必要。
21世纪以来，知识经济时代已经全面到来，在传统产业领域中引入高新科学技术已经成为发展的重要手段，尖端科技与传统技术相结合改造旧式工艺，或全方位引进高科技材料和设备，为企业降低成本、带来更高的利益，也可以为个人提供更具安全性、更便捷易操作的新式产品。在暖通空调制冷工程中运用的CFD技术就是众多繁杂的高新科学技术中的一项，而本文将基于个人实战操作和前人的研究成果对CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用进行新的探讨。
一、CFD技术
1、CFD技术概况
CFD是ComputationalFluidDynamics的简称，也就是计算流体动力学，是计算机技术与数值计算技术发展下的产物。CFD技术是现代多种仿真技术中的一种。简而言之，CFD技术就是在计算机端虚拟地做实验，以此来仿真模拟真实的流体流动情况。而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。目前，CFD技术已经成为建筑工程师们分析和解决建筑工程学问题的重要途径之一。
总体而言，利用CFD技术分析宏观区域通风状况通常包含如下几个主要环节：建立数学物理模型、数值算法求解、结果可视化。一般把CFD技术运用到暖通空调制冷工程中时，首先要通过分析模型的建立，据此来进行实际作业。模型有物理模型和数学模型，通常研究人员在对暖通空调更深入的研究时更愿意使用数学模型，而后者通常运用于实际的工作中去。由于暖通空调具备制冷特性，所以人们可以建立湍流模型，以此来模拟流体湍流流动的情况。建立模型是解决后续几步的基础。分析数值求解的方法分为三步：一是研究人员要先明确边界条件和初始条件；二是合理划分包括结构网格和非结构网格在内的计算网格；三是对数值解进行可视化处理，即离散方程的构建。结合相关数据对离散方程进行求解，采用多种方法从而的到准确的离散区域。
以上是对CFD在暖通空调工程领域应用的理论分析，其技术特点也很明确：操作更简单易上手、有效提高了生产效率；运行成本低、速度快、收益高；经过可视化处理后，结果更直观形象。因此在技术人员中得以广泛流通和使用。
2、CFD技术在工业领域的应用实例
目前，国内学者对CFD技术在工业领域的研究进行了拓展，发现了许多可实用推广的领域，诸如：汽车工程领域、挖掘机及拖拉机等大型作业车辆、油田、水处理、水电站水轮机和锅炉、家用小型电器节能等，在轻工行业、机械设备、化工行业中也起到十分重要的作用。但提及CFD技术，国内更多研究还是集中在暖通空调领域，也是目前研究相对完善的领域之一。
3、CFD在建筑领域的优势体现
近年来，人们生活水平相较从前有了显著提高，而建筑也从原来单一性向复杂化、大型化和多样化发展，实际空调房内气流组织形式变化多样，而基于某些理论化分析的传统射流理论早已不能适应建筑规模的发展，甚至带来极大误差，无法满足工程设计师详细了解室内空气分布情况的需求，对建筑工程造成极大负面影响。相比之下，CFD的确有十分突出的优势。由于科学技术的不断发展，CFD方法的计算周期和成本完全满足工程时期限制。因此，将CFD可应用于对室内空气分布情况进行模拟和预测，从而得到房间内速度、温度、湿度及有害物质浓度等各项指标的物理量的详细分布情况，将其运用于暖通空调的制冷工程领域，从理论和实践两方面都具备超高的可行性。
二、CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用
基于以上理论，可以探讨出CFD技术在暖通空调制冷工程中的实际应用情况，主要用于解决暖通空调如下几个方面的情况，可以有效改善暖通空调制冷工序上的现存问题，接下来对以下几个方面进行逐个分析：
1、通风空调房间的气流组织设计
目前，美国、日本等很多学者借助CFD的仿真模拟技术可对室内流体进行简化模拟，在自然通风、置换通风、高大空间、VOC散发、洁净室等多个数值模拟领域都有了深入的研究，从而为空调的结构设计提供合理可靠的方案。CFD理论与模式实验相结合，可以准确预测室内气流的分布情况，从而使暖通空调制冷工程充分发挥其作用。
而且，CFD技术可以从热对流、热传导、热辐射等多个角度计算室内的冷负荷，从而大幅提高了室内空气流场、以及温度场数值模拟的精度。
2、建筑外环境分析设计
大部分空调都具备外设设备，而且建筑外部环境的温度、湿度、风向风速等指标对暖通空调的影响也是不容忽视的。合理运用CFD技术对室外流体进行检测和分析，可进一步改善暖通空调的通风、制冷效果。
3、室内空气品质研究
由于CFD模拟技术具备对建筑内的空气品质进行客观准确的评价的特性，结合相关软件，明确室内温度、湿度、污染物浓度等参数，从而提升暖通空调的结构和性能参数。
4、建筑设备性能的研究改进
如上所说，CFD在许多大型工业设施中都有应用，其中不乏大量的施工器械，诸如发电厂、蓄水站、油田、水处理站等。除此之外，在许多施工器械中也有应用，对于风机、蓄水槽、空调等通过流体工艺制作的器械，气流对设备的运转效果有极大的影响，因此需要CFD的高精度模拟算法来进行调节。
总结
综上所述，CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用主要体现在组织设计、环境分析、性能研究等几个方面。可以说，CFD技术在我国的现阶段研究中理论方面已经日趋完善。但在西方发达国家中，该项技术更偏实用性，更多投入到商业生产和开发中。相比之下，我国对CFD技术的研究还稍显不足，需要更多学者投入到这项研究中，不断改善建筑工艺和技术，使其日趋完美，以求向国际化、实用化、品牌化道路发展，为更多中国公民提供更好的“安身立命”之所。
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