室內顆粒物行為的數(shù)值分析.pdf

1、研究室內顆粒物的分布規(guī)律和運動特性對提高室內空氣品質(IAQ)、促進室內環(huán)境可持續(xù)健康發(fā)展有重要意義。目前，室內顆粒物分布理論研究尚無完善理論或手段，實驗的調查和研究結果非常有限，無系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)為IAQ控制提供科學的理論根據(jù)。自20世紀60年代以來，基于計算流體力學(CFD)的數(shù)值模擬技術，已成為研究流體力學的理論分析、實驗研究和數(shù)值計算三大支柱領域之一。CFD方法可對室內顆粒物速度場及濃度場等物理量的詳細分布情況進行模擬和預測。

2、 本文建立了一種三維幾何模型，利用數(shù)值模擬的方法來預測室內顆粒物分布規(guī)律和運動軌跡及其影響因素。本文利用CFD軟件CFX10.0，對實驗小室氣固兩相流進行了模擬研究，主要分四部分進行。首先，據(jù)建筑物空間、平面布局、污染物分布狀況、空調系統(tǒng)的氣流組織方式建立了合理的預測模型；其次，對實驗小室內的氣固稀相兩相系統(tǒng)進行了詳細的理論分析，建立了三種基本的兩相流模型，即：單流體模型、雙流體模型及分散顆粒群軌跡模型；再次，基于歐拉(Euler)及

3、拉格朗日(Lagrange)兩種計算方法與三種模型，采用CFX10.0分別得到了三種模型下室內顆粒物的濃度場等物理參數(shù)，用可視化手段顯示了三維模擬計算結果，且用動畫演示了室內煙氣的散發(fā)和顆粒流動特性；最后，分析了數(shù)值計算結果，比較了其與已有的研究結果，驗證了本文采用方法的可行性及計算結果的正確性，得出了結論。 本研究涉及了三維多相模型、數(shù)值計算、網(wǎng)格生成技術、紊流模型等方面內容，為開展三維實驗小室數(shù)學模型的研究與應用進行了有益的

4、探索。研究表明：室內顆粒的模擬研究對預測室內顆粒分布及運動軌跡具有較大的實用價值，其結果有一定的準確性；Euler方法的單流體模型與Lagrange方法的分散顆粒群軌跡模型較適用于室內稀相氣固兩相系統(tǒng)的研究；室內顆粒物的濃度分布與室內空氣的流動型態(tài)密不可分，室內污染源的散發(fā)與顆粒的運動軌跡均受室內氣流組織影響；在室內介質中，氣相受固相的影響不大，而固相受氣相的影響較大；室內氣流運動是典型的湍流，湍動能最大值出現(xiàn)在速度發(fā)生突變處，如射流的