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CFD技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用

文檔作者：徐越群劉佳馬艷芳文檔來源：石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年02月23日
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收稿日期：2015-11-09
作者簡介：徐越群（1978-），男，河北廊坊人，碩士，講師，研究方向水處理理論與技術(shù)。
95
第15卷 第2期 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) VOL.15 No.2
2016 年6 月 JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY Jun.2016
CFD 技術(shù)在建筑節(jié)能中的應(yīng)用
徐越群 劉佳 馬艷芳
（石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河北石家莊 050041）
摘要：介紹我國建筑能耗所存在在的問題，CFD 的基本原理和求解過程，CFD 的應(yīng)用現(xiàn)狀及我國
在應(yīng)用中存在的問題，對(duì)建筑環(huán)境進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：CFD 建筑節(jié)能 應(yīng)用
中國分類號(hào)：TK01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-1816(2016)02-0095-03
近年來，我國建筑規(guī)模迅速擴(kuò)大，本世紀(jì)的頭 20 年內(nèi)，建筑業(yè)仍將迅速發(fā)展。預(yù)計(jì)到 2020 年
底，全國房屋建筑面積將達(dá)到 686 億平方米，其中城市為 261 億平方米[1]。如此巨大的建筑規(guī)模，
在世界范圍是空前的。建筑的每個(gè)環(huán)節(jié)，從建筑施工、建材生產(chǎn)、建筑日常運(yùn)轉(zhuǎn)到建筑的拆除等都需
要消耗數(shù)量巨大的能源。而這其中比重最大的是建筑日常運(yùn)轉(zhuǎn)能耗，即空調(diào)、采暖、照明、電器、熱
水等用能，約占到了總能耗的 80%。隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的改善，建筑耗能占全社
會(huì)總能耗的比例還將增大。因此許多國家都把建筑節(jié)能尤其是降低建筑日常運(yùn)轉(zhuǎn)耗能作為節(jié)能工作的
重點(diǎn)[2]。
1 CFD 基本原理
CFD 即計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）是一門通過數(shù)值計(jì)算方法求
解流體控制方程組進(jìn)而預(yù)測(cè)流體的流動(dòng)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)物理現(xiàn)象的學(xué)科。常用的方法有有限
差分法、有限元法和有限體積法。進(jìn)行CFD 分析的基本思路如下：將原本在時(shí)間與空間上連續(xù)的物理
場(chǎng)如速度場(chǎng)或壓力場(chǎng)等，離散成有限的變量集合，并根據(jù)流體力學(xué)的基本假定，建立起控制方程，通
過求解這些流體力學(xué)的控制方程，獲得這些變量的近似值。
2 CFD 的求解過程
2.1 確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(duì)象在過程開始時(shí)刻各個(gè)求
解變量的空間分布情況。對(duì)于瞬態(tài)問題必須給定初始條件，對(duì)于穩(wěn)態(tài)問題不需要初始條件。
2.2 劃分計(jì)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(duì)一個(gè)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。

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