关键词：CFD技术；市政暖通工程；应用
一、CFD技术的应用特点
CFD技术是以计算机技术为基础所研发出来的数学模型，也被称为计算机流体力学。在对CFD技术进行应用时可以利用CFD技术对大量的数据进行数据的分析和计算，通过CFD技术的加速收敛技术能将数据计算的过程进行简化，从而提高计算效率，减少工作时间。在CFD技术的实际应用中，为了达到提高工作效率节省工作时间的目的一般将CFD技术进行多个模块的划分，根据各个模块的特点将其划分为不同职能的模块，每个模块都有不同的分工和作用，多个模块根据自身工作职能协同工作可以有效的提高工作效率。
二、暖通空调CFD技术应用基本功能以及基本原则
1、暖通空调CFD技术应用基本功能。
对于CFD技术而言，在暖通空调制冷过程中不仅可以预测流体流动性质，还能够实现整体传质、传热、相变等功能，有效地改善了相关结构的压力和变形，对于暖通空调制冷系统的优化有着非常重要的作用。一般对于暖通空调制冷中包括前端处理、计算和结果数据生成以及后台相关处理三个功能模块，通过这几个模块的相互协调从而实现暖通空调制冷系统的高效性和稳定性。
2、CFD软件基本原则
在暖通空调制冷系统中应用CFD技术时，由于前端处理通常要生成计算模型所必需的数据，一般在这个环节上要进行建模、数据录入以及网格的生成。同时核心运算器还要对模块任务进行相应的解析分解，最终形成结果数据以供后台进行相应的数据组织和诠释，在以直观的形式生成方便使用。因为在应用CFD技术时基本要考虑的原则就是模块、参量、周期。
三、CFD技术在市政暖通工程中的应用过程
1、问题分析与前处理
在对问题进行分析与处理的过程中，需要对模拟目标实施定义，并对适当简化物理问题，以此采取有效的模拟方法。在对模拟目标进行定义的过程中，需要清晰地回答结果的形式，并且明确结果的用处以及精度，确定模拟计算域范围实施。还需要对一个重要的问题从系统中分离开来，并且确定计算域的位置，并在此基础上深入分析边界条件信息，还需要分析问题，同时将其转化为二维问题。还应根据几何的流动特点以及复杂程度对网格单元类型进行实时性的选择，若几何相对较为简单，六面体网格与四边形网格质量与其他网格相比质量相对较高，并且具有较少的单元数量。
2、解算器执行
在此过程中需要对数值模型实施有效的设置，其中主要包括物理模型，如燃烧以及湍流等；材料属性的定义，如固体、流体等；制订的工作条件；制订便捷条件等，再对解的过程进行有效的计算域监控，以此最大程度上保证离散守恒型方程值迭代过程收敛，在解的过程中还需要确保其精确度，这就需要对收敛解的精度实施有效的判断。
3、后处理
若计算收敛之后，应对计算结果实施有效的检查，并在此基础上对有效数据进行提取。一般情况下，在读数据方式进行提取的过程中，应提取有用的数据方式，主要有曲线、彩色图以及物理量数据报告。再对结果进行有效的分析，并且在此基础上对模型修正方案实施分析，这在较大程度上能获得更为理想的计算结果。
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四、CFD技术在暖通空调制冷工程中的具体应用
1、物理及数学模型的构建
CFD模型的建立对CFD技术实施尤为重要，其中该模型一般情况下有物理模型与数学模型，数学模型的构建主要是通过数学的形式对流动问题进行实时性描述，通过暖通领域中的流体问题进行方程式的选择，一般选择动量以及能量方程式对其实施计算，在目前不可压流体的粘性流体流动的控制中，微分方程使用频率相对较高，因暖通领域流动一般为湍流，所以还应与湍流模型进行有效结合，从而对流体进行有效模拟，只有这样才能采用更加完整的描述对问题实施有效研究，并在此基础上更加直观清晰。
2、数值算法求解
在对数值进行求解的过程中，需要进行数学模型的构建，由于该模型所采用的不可压流体的粘性流体流动的控制微分昂恒非线性特征较为明显，为此需要通过以下几个步骤对其进行有效的求解。
（1）初始条件以及边界条件的确定。初始条件与边界条件的有效确定是方程游街的重要基础，其中边界条件主要是指在求解区域边界中，求解变量与导数会在一定程度上根据时间与地点的变化；初始条件主要是指研究对象在开始的过程中，不同求解变量的空间分布情况。所以，能通过两者定义对求解过程中出现的稳态问题，忽略初始条件，但是若出现瞬态问题，需要具备一定的初始条件，只有这样才能有效保证方程式进行计算。
（2）计算机网格的划分。网络主要分为两个部分，结构网络与非结构网络，其中结构网络具有较为规范的空间结构，非结构网络在空间分布中不具备列线与行线，在应用CFD技术的过程中，相关技术人员能通过一定的工具有效生成不同网格结构。
（3）离散方程式的建立与求解。CFD技术在市政暖通工程的应用过程中，相关技术人员在对方程离散的过程中，一般会通过有限溶剂方法以及有限元法，此种方法在暖通工程建设中应用较为广泛，并且具有较好的效果。如在对暖通领域中传热问题进行分析的过程中，可采用有限容积方法对其实施求解，主要是因此种方法具有较好的物理意义，并且在此基础上满足质量守恒规律，因此在选择方法时，能根据方法的自身特点进行合理的选择，以此进行有效离散。
3、结果可视化处理方法
离散方程在求解的过程中，能通过CDF模拟技术来完成，并且在此基础上能对空间流体数值实施有效计算，但该数值的呈现方式主要是节点数值，这在较大程度上能降低相关技术人员对其的理解能力，同时在此基础上很难对其进行直观观察，大幅增加了工作人员的工作难度，对工作质量的有效提升产生一定的影响，因此无法对得到的计算结果实施有效的分析。这就需要通过CFD技术来完成，在采用该技术的过程中，需要通过相关软件对计算结果实施有效的可视化处理。
如计算机图形软件能对数据进行有效的处理，处理后能以静态图像的形式呈现，这在较大程度上能提高相关技术人员对其的理解能力，同时在此基础上方便对其进行直观观察，大幅降低了工作人员的工作难度。暖通空调在制冷的工程中，根据CFD技术与软件能对一些空间流体问题进行全面的计算，并且计算相对较为准确，这在较大程度上为提高分析的准确性奠定坚实的基础，还能对室内空气流动进行有效的模拟，以此促进暖通空调的整体性能的提高，最大程度上改善制冷效果实施。
结束语
我国从20世纪80年代开始将CFD与暖通领域进行结合应用，现在已经有了相当的成果和实际应用。但是从全面上来说，要将其全面的加入到暖通工程领域中还需要很长的一段时间发展，所以我们要大力发展我们的科技水平以使其在暖通领域做出更大的贡献。
参考文献
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[3]董玉平.高大空间建筑空调系统CFD模拟[D].天津：天津大学，2013.
论文作者:郑志成
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷第20期
论文发表时间:2020/1/16
标签：技术论文; 暖通论文; 过程中论文; 流体论文; 对其论文; 数据论文; 条件论文; 《建筑实践》2019年38卷第20期论文;