建筑節(jié)能與環(huán)境安全數值計算方法

前言

第一部分數值模擬的基本理論

第1章緒論2

1.1計算流體動力學基礎2

1.2數值模擬與其他研究手段的關系4

1.3數值模擬的實施過程及軟件結構7

1.4建筑行業(yè)數值模擬的應用研究10

本章小結12

習題12

第2章描寫流動與傳熱問題的控制方程13

2.1流動的分類13

2.2流體流動模型的基本概念 15

2.3層流狀態(tài)下流動與傳熱問題的控制方程 17

2.4湍流狀態(tài)下流動與傳熱問題的控制方程 31

2.5描述湍流流動的模型38

2.6控制方程的數學分類及其對數值解的影響48

2.7流動與傳熱的物理問題及描述坐標的類型50

本章小結51

習題51

第3章計算域的確定及網格劃分53

3.1外部流動和內部流動的定義53

3.2依據物理模型確立計算域55

3.3計算域邊界的合理設置56

3.4計算域網格劃分及網格生成技術60

3.5關于網格生成問題的進一步說明64

本章小結70

習題71

第4章控制方程的離散化及離散格式72

4.1數值模擬常用的離散方法72

4.2建立離散方程的數學物理方法73

4.3基于有限體積法的通用控制方程離散80

4.4多維非穩(wěn)態(tài)離散方程建立86

4.5離散方程的誤差及方程的相容性、收斂性及穩(wěn)定性90

4.6構造離散方程對流項常用的離散格式97

4.7離散方程的邊界條件和源項的處理104

4.8求解離散方程的三對角陣算法111

本章小結113

習題113

第5章求解壓力-速度流動問題的原始變量法116

5.1不可壓縮流體數值解法的分類116

5.2不可壓縮流動求解中的關鍵問題117

5.3交叉網格及動量方程的離散118

5.4求解N-S方程的壓力修正方法——分離式求解方法120

5.5SIMPLE 算法步驟及案例123

5.6加速SIMPLE系列算法收斂速度的一些方法125

5.7SIMPLE 算法的改進127

5.8孤島問題的數值處理方法134

本章小結135

習題135

第6章流場的數值求解過程收斂及結果處理137

6.1流場迭代收斂的判據137

6.2CFD常用的判斷收斂的方法139

6.3數值模擬結果的后處理140

本章小結144

第二部分建筑通風節(jié)能與環(huán)境安全領域的數值模擬應用第7章建筑通風與節(jié)能領域問題的數值模擬應用案例147

7.1建筑不同開口形式對自然通風效果影響的數值研究147

7.2建筑通風屋頂太陽能煙囪最佳傾角數值模擬研究158

7.3避免置換通風和冷卻頂板結合系統(tǒng)結露策略的數值模擬研究164

建筑節(jié)能與環(huán)境安全數值計算方法目錄第8章房間氣流組織及污染物控制效果的數值模擬應用案例172

8.1典型化學實驗室不同通風策略下氣體污染物傳輸特性研究172

8.2基于推拉式通風系統(tǒng)的住宅廚房污染物控制研究184

8.3疫情期間臨時建設醫(yī)院病房排風對周圍環(huán)境影響的研究196

第9章流場中存在移動物體工況的動網格數值模擬研究案例205

9.1公路彎曲隧道交通力對通風影響的數值模擬研究205

9.2地鐵隧道中列車速度和阻塞率對煙氣擴散特性影響的模擬研究212

第10章狹長受限空間內火災煙氣流動及控制數值模擬研究案例221

10.1隧道空間內火災煙氣流動及控制的數值模擬研究221

10.2外界環(huán)境風對帶豎井自然通風隧道排煙效果的影響研究228

10.3環(huán)境風對城市街谷火災產生浮力羽流影響的大渦模擬研究233

參考文獻241