中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 重庆市渝中区 400016
摘要：随着经济社会的飞速发展，空调的使用越来越多，而空调制冷技术的研究也引起了人们更多的重视。CFD技术就是应用在暖通空调制冷工程中的一类新技术，是空调制冷研究领域不可或缺的一部分。所以，本文就CFD的应用领域及其应用特点进行了探讨，进而研究了CFD在暖通空调制冷工程中的运用。
关键词：CFD技术；暖通空调；制冷工程
CFD是一类模拟仿真技术，它在暖通空调制冷中的应用主要是模拟评测空气以及别的流体流动状况的检测等，是一类较为常见的工程流体技术。随着生产生活中对空调的使用越来越多，CFD在暖通空调制冷工程中的应用逐渐引起人们的重视。
一、CFD的应用领域
（1）通风设计方面。应用CFD技术，能够对空间内的气流情况做出一个准确的评测，而且能为后续研究起到有效的参考。该评测可以将空间内的所有情况考虑到，而且可以结合内部环境、外部环境以及起始环境，以对空间内气流的情况进行整体分析，进而得到最为可用的设计方案，以使得在工程完工后获得最为良好的通风条件。
（2）外环境设计方面。在人们的日常生活中，房屋外部与其内部的环境一样重要。这就要求我们对房屋的二次送风等问题也必须加以关注。而应用CFD技术，能够对房屋的外部情况进行一个准确的评析，进而获得最佳的设计效果及流通效果。而且还能利用对外环境的分析来对房屋内部的通风设计进行一个整体上的研究。
（3）空气品质分析。应用CFD技术，能够对环境中的空气品质进行准确的分析。主要是对室内的环境设计、温度评测、湿度评测及污染物情况等数据进行一个评定分析，进而获得通风的效率情况及对污染的排除效果等。
（4）对设备进行调节。在当前暖通工程的施工过程中，大多数的工程设备如风机、空调等都属于流体工艺生成的，因为流动会对它们的正常运转造成一定程度的影响。应用CFD技术，能够对设备本身的流动情况做出一个较为可靠的运算分析，进而对运行中的设备进行相应的调节，以不断改进其工作效能。
二、CFD在暖通空调制冷工程中的应用特点
CFD是一类基于计算机技术研究而来的模拟技术。运用计算机构建模型的过程中，通过前端处理将会得到后续所需的所有参数。应用这一原理，在实际使用阶段，相关设计人员会首先来构建模型，接着应用模型存放相应的参数，并进一步形成网格。所以，在当前的暖通空调制冷工程中，对CFD技术的运用关键就在于前端处理。
（1）对于CFD来说，它属于对计算机建模的一种应用，在整个设计阶段，对数学模型的选择至为重要。而模型构成特征的各异性，会对CFD技术的运用造成非常大的影响。其中较为常用的两类离散方法是：有限元素与有限体积，当前来说，在实际应用过程中对后一种的使用较多。
（2）CFD的计算属于三维流动数据模拟类型，这对运算量的要求非常高，所以，对于CFD的应用，加速收敛方法是不可或缺的。不过，在实际应用过程中，研究人员常常会采用平行计算来减缓运算量的压力，进而有效的解决运算时间太长、内存不够等情况，以不断改进运算效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（3）在CFD技术中，也离不开对专用模块的设立，这主要是想为使用者提供更大的方便，而且，还可以在一定程度上降低计算机的运算压力，它是一类可用性较强的分析处理手段，在实际应用中得到普遍欢迎。同时，因为技术上的缺陷，CFD在形成网格的过程中会花掉许多的时间，效率不高，在其中设定专用模块后，网格就能够利用专用模块来自主生成了，进而有效的改进了CFD技术的工作效率，降低了应用过程中对于各种资源的损耗。
三、CFD在暖通空调制冷工程中的运用
（1）创建模型
近年来，CFD技术被大量的运用在暖通空调制冷工程中，很大程度上是因为它实现了计算机理论和空调制冷技术两者的有机结合，进而能够改善工作模式，降低作业时间，有效的提升了工作效率。CFD技术的运用属于模拟仿真，也属于计算机3D模型的运用。所以，应用CFD技术，首先就是要创建相应的模型，主要是会用到物理及数学模型。创建模型，也即是将暖通空调制冷中所需的流体工程环节利用数学计算的形式较为直接的表现出来，进而为从业人员更加快速的熟悉制冷工程的运转情况及其机理提供方便。在实际使用阶段，项目人员更多的是会应用到控制微方程。此外，因为湍流流动是其中流体的重要流动形式，所以，对于CFD技术来说，也要选择合适的湍流模型对实际工程进行仿真，进而增强数据的准确度。
（2）对数据进行求解
经过上一步创建模型后，接下来就是对相关数据做出求解。首先，为了确保有解，项目人员要提前给出相应的边界、初始条件。前者，指的是界于符合与不符合方程有解的情况或者改变规律。后者，指的是相应对象初始情况下的空间分布状况。在充分掌握以上两点的情况下，项目人员才能使用必要的公式求解相应方程。掌握边界、初始条件之后，接下来就是要科学的划分计算机网格。这也是CFD技术中非常重要的一个环节，更是CFD技术中的较为复杂的一个环节，当前，主要有结构以及非结构网格两类。具体使用哪一种，就要在实际项目中，按照实际情况来分析。创建网格后，再就是对以上提出的离散方程进行解答。项目人员利用给出的条件，解出离散方程，进而获得需要的数据。
（3）可视化处理
做完以上两步之后，CFD技术还需对解出的数据实现可视化处理，这样才会直观的展现出CFD的模拟仿真特性，进而有效的实现CFD技术的效果。因为解出的数据常常是以节点数据的形式出现，这对我们的项目人员来说，困难程度有所增加，所以，这样对数据实现可视化处理是非常苦难的。所以，项目人员要充分应用CFD技术，将计算后的数值利用静止图片的形式来呈现，进而得到数据的可视化处理，使得相关人员可以直观的观察到暖通空调制冷工程的运行状况，以不断改进工作效能。
结语
总的来看，对于CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用来说，主要包括以下三步：创建模型、对数据进行求解以及可视化处理等，这能够帮助项目人员尽快的掌握空调的流体运转状况，进而减少项目人员的工作量，改善工作效率。不过，我国的CFD技术仍然有着很大的不足，与国际上相比还有一定差距，亟待完善。
参考文献：
[1]周巧珍, 王正忠. 浅论 CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J]. 经济管理:文摘版, 2016(8):00293-00293.
[2]舒均范. 基于CFD技术的暖通空调制冷技术分析[J]. 华东科技:学术版, 2016(2):46-46.
[3]李漫, 武加耀, 刘洪华. 暖通空调制冷工程中的CFD技术应用[J]. 科技经济导刊, 2015, 22(1).
论文作者:高海波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/16
标签：技术论文; 暖通论文; 工程论文; 空调制冷论文; 模型论文; 数据论文; 情况论文; 《建筑学研究前沿》2017年第9期论文;