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CFD技术在建筑节能中的应用

文档作者：徐越群刘佳马艳芳文档来源：石家庄铁路职业技术学院		点击数：	更新时间： 2023年02月23日
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收稿日期：2015-11-09
作者简介：徐越群（1978-），男，河北廊坊人，硕士，讲师，研究方向水处理理论与技术。
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第15卷 第2期 石家庄铁路职业技术学院学报 VOL.15 No.2
2016 年6 月 JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY Jun.2016
CFD 技术在建筑节能中的应用
徐越群 刘佳 马艳芳
（石家庄铁路职业技术学院 河北石家庄 050041）
摘要：介绍我国建筑能耗所存在在的问题，CFD 的基本原理和求解过程，CFD 的应用现状及我国
在应用中存在的问题，对建筑环境进行分析。
关键词：CFD 建筑节能 应用
中国分类号：TK01 文献标识码：A 文章编号：1673-1816(2016)02-0095-03
近年来，我国建筑规模迅速扩大，本世纪的头 20 年内，建筑业仍将迅速发展。预计到 2020 年
底，全国房屋建筑面积将达到 686 亿平方米，其中城市为 261 亿平方米[1]。如此巨大的建筑规模，
在世界范围是空前的。建筑的每个环节，从建筑施工、建材生产、建筑日常运转到建筑的拆除等都需
要消耗数量巨大的能源。而这其中比重最大的是建筑日常运转能耗，即空调、采暖、照明、电器、热
水等用能，约占到了总能耗的 80%。随着建筑业的高速发展和人民生活质量的改善，建筑耗能占全社
会总能耗的比例还将增大。因此许多国家都把建筑节能尤其是降低建筑日常运转耗能作为节能工作的
重点[2]。
1 CFD 基本原理
CFD 即计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一门通过数值计算方法求
解流体控制方程组进而预测流体的流动、传热和化学反应等相关物理现象的学科。常用的方法有有限
差分法、有限元法和有限体积法。进行CFD 分析的基本思路如下：将原本在时间与空间上连续的物理
场如速度场或压力场等，离散成有限的变量集合，并根据流体力学的基本假定，建立起控制方程，通
过求解这些流体力学的控制方程，获得这些变量的近似值。
2 CFD 的求解过程
2.1 确定边界条件与初始条件
初始条件和边界条件是控制方程有确定解的前提。初始条件是所研究对象在过程开始时刻各个求
解变量的空间分布情况。对于瞬态问题必须给定初始条件，对于稳态问题不需要初始条件。
2.2 划分计算网格
网格分结构网格和非结构网格。简单说，结构网格在空间上比较规范，如对一个四边形区域，结
构网格多是成行成列分布的，而非结构网格在空间分布上没有明显的行线和列线。

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