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Airpak中文原创教程-办公室空调通风案例-软件详细操作教程

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  • 卖家[上传人]:a****c
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  • 上传时间:2018-12-27
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    • 1、1 Airpak 模拟室内环境专题模拟室内环境专题 室内热舒适度室内热舒适度 室内风环境室内风环境 室内气流组织室内气流组织 详细软件操作详细软件操作 原创声明:本教程由百度文库账号:原创声明:本教程由百度文库账号:a 谷雨谷雨 c 燕燕 原创原创 未经本人授权未经本人授权,禁止修改禁止修改、转载转载、恶意传播恶意传播、用于商业等行用于商业等行 为,否则追究法律责任为,否则追究法律责任 2 目目录录 01 篇篇-基础知识基础知识5 1.1 热舒适度评价参数热舒适度评价参数.5 1.2 模拟评价结果展示模拟评价结果展示.5 02 篇篇-建模篇建模篇7 2.1 模型简介模型简介. 7 2.2 模型简化思想模型简化思想.7 2.3 软件详细操作部分软件详细操作部分.8 03 篇篇-网格划分网格划分17 3.1 网格生成网格生成17 3.2 网格质量显示网格质量显示.18 04 篇篇 模拟设置及计算模拟设置及计算19 4.1 边界条件设置边界条件设置.19 4.2 模拟计算设置模拟计算设置.22 4.3 收敛情况收敛情况. 24 05 篇篇-模拟后处理模拟后处理25 5.1 温度云图显示温度云

      2、图显示.25 5.2 速度矢量图显示速度矢量图显示.25 5.3 PMV-PPD 云图显示云图显示26 06 篇篇-模拟小结模拟小结28 3 01 篇篇-基础知识基础知识 本教程将介绍如何利用 Airpak 软件模拟建筑室内热舒适环境、研究室内气 流组织分布情况。在做模拟之前,我们首先要弄清楚一些常见的评价室内热舒适 性的指标。只有知道了 这些指标,才能方便我们发现模拟过程中出现的异常, 才能知道最后模拟的结果是否出现满足我们预设的要求,方便后期模拟调整。 1.1 热舒适度评价参数热舒适度评价参数 室内热舒适评价指标:温度、湿度、风速、PMV-PPD、空气龄等。 民用建筑空调设计参数: (1)夏季:夏季:温度:2428;相对湿度:40%-65%;风速:应不大于 0.3m/s。 (2)冬季冬季:温度:1822;相对湿度:40%-60%;风速:应不大于 0.2m/s。 (3)PMV-PPD: PMV:评价室内环境冷热感,一个客观的数字,基本可以反映这个人当时的冷 热感。一般遵守 ASHRAE 7 分制, 0 分中性,3 分很热,-3 分很冷(取值范围 -33)-0.50.5 人体感觉舒适。

      3、 PPD:公式估算出人们对该环境冷热不满意的比率,即 PPD(取值 20%)。 (4)空气龄空气龄:是指空气质点自进入房间至到达室内某点所经历的时间。反映了 室内空气的新鲜程度,它可以综合衡量房间的通风换气效果,是评价室内空气品 质的重要指标。 (5)压力:压力:民用建筑室内对各个功能区域压力要去不一样。厨房、卫生间等污 染较大的地方,要求保持负压,客厅、卧室、办公室等区域要求保持正压值。 1.2 模拟评价结果展示模拟评价结果展示 Airpak 模拟出来的结果形式还是非常丰富的,可以出云图、矢量图、动画、 数据格式等。下面两张图片就是数据机房温度分布云图和办公室 PPD 分布云图 的结果。 4 当然我们还可以显示某个点、某个面的、某个物体和整个空间的局部模拟出 来的数据结果。使用软件进行模拟后处理还是非常方便的,你不需要额外的后处 理软件进行处理操作。 图 01 数据机房温度分布图 02 办公室 PPD 分布图 5 02 篇篇-建模篇建模篇 今天这节课来教大家,如何将实物建筑模型转化为我们的软件模型。本篇包含以 下三方面内容。 (1)模型搭接 (2)网格划分 (3)软件详细操作部分 2

      4、.1 模型简介模型简介 从网上找来了一个办公室的常见模拟。我们看建筑室内有办公桌、柜子、窗户、 饮水机这些陈设的物品。我们首先要知道这些屋面的尺寸。 (下面这些列出来的 物品尺寸都是经验值)。 办公室模型办公室模型:5米x7米x3米(长 x 宽 x 高); 室内有办公桌、电脑、人体、柜子、分体空调、电灯等。 图 03 办公室模型图 2.2 模型简化思想模型简化思想 在一个封闭的建筑室内,影响气流组织的主要是建筑结构布局、气流输送装 6 置、散热设备等。 为了减少模拟的计算量, 我们对一些建筑室内对气流组织影响不大非典型设 备可以省略。 (例如本建筑室内窗帘、 盆景、 饮水机、 书本、 桌面上的小物品等) 。 结合以上思想我们将模型简化为: 模型尺寸:桌子(1.5x0.5x0.8)、电脑(0.5x0.5x0.1)、柜子(4.5x0.3x1.8) 、 荧光灯(1.2x0.1x0.1)、人体 1.7 米、门(1.3x2.1)、窗(0.8x1.8) 分体空调(0.4x0.4x1.8)、墙体(0.24 米厚)。 2.3 软件详细操作部分软件详细操作部分 结合以上简化模型,我们用 Airpak 软

      5、件进行建模。 (01)首先我们要建立一个房间 room。 打开软件 airpak-new-命名房间名称 01-点击 create 确定。这样就建立好 了一个 room 房间。 Room 尺寸大小是默认的,我们可以点击左侧模块栏,修改 room 尺寸,定 义起始点和尺寸。这里修改成 X(0,5)Y(0,3)Z(0,7),分别表示房间的长宽 高,起点定义为(0,0,0)。 图 04 新建 room 7 图 05命名房间名称 图 06 修改 room 尺寸 (02)建立办公桌和电脑模型 接下来我们需要在建立好的 room 房间里放置上面的办公桌和电脑模型。我们利 用 block 模块来建立办公桌和电脑模型。 A.建立办公桌模型建立办公桌模型 1. 点击左侧模块栏 block 建立办公桌模型 2. 修改尺寸 X (0.3,1.8)、Y (0,0.8)、Z(1.5,2.0) 3. 修改房间名称 Z01 8 图 07 建立办办公桌 B.建立电脑模型建立电脑模型 1. 点击左侧模块栏 block 建立电脑模型 2. 修改尺寸 X (0.9,1.2)、Y (0.8,1.1)、Z(1.8,1.9) 3.

      6、 修改名称 DN01。 4. 设置电脑散热量 200w 5. 这样电脑模型就建立好了。 图 08 建立电脑模型 9 图 09 设置电脑散热量 (03)复制模型 选中 Z01 和 DN02-鼠标右键-copy boject-分别向 Z 轴和 X 轴复制模型。 向 Z 轴迁移 1.5 米,复制 2 次。向着 X 桌迁移 2.9 米,复制一次。如图所示: 图 10向 Z 轴方向复制模型 10 图 11 向 X 轴方向复制模型 图 12 复制后的模 C.建立其他模型 1. 建立柜子和门窗模型 按照上述建立办公桌的方法一样,使用 block 建立柜子模型。 使用 parttition 模块建立门窗。 使用 wall 模块建立外墙。 11 图 13 建立柜子模型 图 15 复制柜子模型 12 图 16 建立门模型 图 17 建立窗户模型 2.使用 block 和 opening 组合模块建立空调模型。 (1)首先建立空调外壳, 利用 block 建立空调外壳, 尺寸为 X (2.6,3) , Y (0,1.8) , Z(6.6,7.0),命名为 KT01。 (2)其次利用 opening 模块,建

      7、立送回口和风口。 13 送风口尺寸为 X(2.65,2.95),Y(1.5,1.7),Z(6.6,-) 回风口和送风口尺寸设置一样,我们利用复制和迁移命令,Y 轴迁移-1 米。 (3)值得注意的事,需要将送回风口紧贴 block 模块表面。 图 18 建立空调外壳模型 图 19 建立送回风口模型 14 3.建立人体模型,在左侧模块栏点击 person,设置人体高度 1.7 米。 图 20 建立人体模型 4.建立外墙模型,在左侧模块栏点击 wall,设置墙体厚度 240mm。其他墙体属于 内墙可以不设置。 图 21 建立外墙模型 15 03 篇篇-网格划分网格划分 按照上述方法建立好模型后,可以开始生产网格了。 3.1 网格生成网格生成 (1)点击软件上侧工具栏网格图标 Mesh (2)勾选 object params-点击 Generate 生成网格。 (3)大概生成了 5.5 万个网格量。 (4)点击 Display 查看生成的网格情况,如果较差可以进行调整。 图 22 生产网格模型 (5)我们点击 quality 查看网格生成的质量情况 (6)如果生成的质量不太好,可以调整模型布局

      8、 (7)也可换一种网格类型生成 16 3.2 网格质量显示网格质量显示 图 23 网格生成情况 图 24 网格质量情况 17 04 篇篇 模拟设置及计算模拟设置及计算 本节包含以下 2 方面的内容: (1)边界条件设置 (2)模拟计算设置 4.1 边界条件设置边界条件设置 对办公室内的条件进行设置, 空调风口、 人体、 电脑、 外墙等传热边界进行设置。 1. 空调送回风温湿度设置, 送风口:风速 2m/s,温度 22,湿度 55%;回风口:风速 2m/s,温度 26,湿度 60%。 图 25 送回风口温度、风速设置 图 26 送回风口湿度设置 18 2. 人体三人身高 1.7 米 ,散热 75W/m 2. 图 27 人体设置 3. 电脑散热量设置为 200W。 图 28 电脑散热设置 4. 外墙设置 (1)厚度设置为 240mm 19 (2)传热系数 0.75w/km 2 图 29 外墙设置 5.门窗设置 (1)门设置成厚度 0.05 米,传热量 20W。 图 30 门设置 (2)窗设置厚度为 0.012 米,传热量 50W。 20 图 31 窗设置 4.2 模拟计算设置模拟计算设置

      9、(1)选择湍流方程-重力方向-指北针-模拟相关参数如下: 图 32 模拟计算设置 21 (2)设置迭代次数 600 次,计算残差值。 图 33 迭代设置 (2)点击 solve,勾选 start monitor-点击 start solution 开始计算。 (3)如果有其他设置要求科研点击 Advanced 进行设置。 图 34 计算设置 22 4.3 收敛情况收敛情况 完成上述步骤后,软件会弹出残差图和计算过程图 2 个窗口。我们只需要等待 计算完成,就可以了。如果模拟收敛了就会达到设定的残差值,计算结束。 图 35计算过程 图 36 残差收敛 23 05 篇篇-模拟后处理模拟后处理 本年内容主要为模拟的后处理部分 (1)温度云图显示 (2)风速矢量图显示 (3)PMV-PPD 云图显示 5.1 温度云图显示温度云图显示 (1)打开 plane cut (2)勾选 show contours (3)点击 Parameters (4)Contours of 选择 temperature (5)设置温度显示范围 22-31,点击 apply 显示云图 图 37 温度云图显示 5.2 速度矢量图显示速度矢量图显示 速度矢量图显示方法和 5.1 类似 24 (6)打开 plane cut (7)勾选 show contours (8)点击 Parameters (9)Contours of 选择 Velocity magnity (10)设置速度显示范围 0-2,点击 apply 显示云图 图 38 速度矢量图显示 5.3 PMV-PPD 云图显示云图显示 PMV-PPD 显示和云图显示方法类似,只不过多了一个步骤就是设置人体衣 服热阻和活动情况。 (11)打开 plane cut (12)勾选 showVectors (13)点击 Parameters (14)Contours of 选择 PMV (15)设置衣服热阻和人体活动情况。 25 (16)点击 applay,生成 PMV 云图。 (17)PPD 的设置方法和 PMV 方法是一样的。 图 39 PMV 云图显 26 06 篇篇-模拟小结模拟小结 至此我们一个完整的模拟项目操作流程结束了。 回顾下一个模拟正常的操作 流程

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