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摘要：CFD技术应用是一项实践性较强的综合性工作，其在暖通空调制冷工程中的特殊地位。该项课题的研究，将会更好地提升对CFD技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化暖通空调制冷的最终整体效果。本文主要探究了CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用体现，以供参考。
关键词：CFD技术；暖通空调；制冷工程
引言：CFD技术是一种低成本、快速、信息完整的暖通技术，经过实现整体设计过程的改进，改善空调制冷效果不强的问题，从而保证整个空调系统的最优模式。CFD技术是计算机流体动力学，其主要功能是捕捉流体流动的数据，并建立数据模型，对其展开空间分析，最后经过图像的形式来显示，并实行分析。CFD模拟装置具有操作简单、价格低、不受外界空间约束的数值计算以及模拟各种工况等特征。
一、CFD技术的概述
CFD是Computational Fluid Dynamics的简称，也就是计算流体动力学，是计算机技术与数值计算技术发展下的产物。CFD技术是现代多种仿真技术中的一种。简而言之，CFD技术就是在计算机端虚拟地做实验，以此来仿真模拟真实的流体流动情况。而其基本原理则是数值求解控制流体流动的微分方程，得出流体流动的流场在连续区域上的离散分布，从而近似模拟流体流动情况。目前，CFD技术已经成为建筑工程师们分析和解决建筑工程学问题的重要途径之一。
在实际工程计算应用中，为了能够提升使用效率以及稳定运行，CFD技术系统通常有多个技术职责和不同的模块集成。其中，叶轮机械模块能够根据控制人员输入的建筑内部相应设备系统的参数形成三维效果模型，从而提升了暖通空调系统生动性和直观性。由于CFD技术建立在数学模型的基础上进行计算与分析的，因此其模型的选择以及计算的应用非常重要。因为针对不同的系统，数学模型的形状也各不相同，对其进行数学运算时，计算的公式以及计算量就会有一定的差异，同时CFD技术会用到收敛计算的方式，对计算的严谨性要求就非常高。
二、CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用功能与应用原则
1、应用功能
由于CFD技术可以检测到流体流动的性质，所以可以将其应用到暖通空调制冷方面当中，不但可以对设备的导热性能和传递功能进行优化，还可以减少外界因素对有关设备造成的影响，进而可以降低发生变形的几率。所以，CFD技术即可以优化暖通空调制冷技术又可以提高其作用以及应用价值。当暖通空调处于运行状态的情况下，CFD技术可以在各个环节中起到一定的相互协调，从而可以保障运行中的暖通空调的稳定性。为了可以提高工作效率，可以通过其数据计算前端模块以及后台处理模块。
2、应用原则
CFD技术在暖通空调制冷的实际应用中，前端处理是一个非常关键的部分，通常计算模型所需要的相关数据信息会在此过程中生成，所以在这个过程当中能够实现生成网格、输入相关的数据信息，构建相应的模块内容。在此同时，核心运算器也在高速的运转工作，不断的对模块数据进行分析，最终将计算出来的数据信息传送给后台，让其能够更加直观的加以运用。从中可以知道，在暖通空调制冷工程中应用CFD技术的操作中，要不断的关注模块、参量和周期三个基本原则，如此才能有效的强化暖通设备的制冷效果，在应用中发挥更大的作用。
三、CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用体现
1、建立模型
CFD技术之所以被广泛应用于暖通空调制冷工程中主要是由于该技术将计算机模拟计算原理与空调制冷工程有机结合起来，从而优化工作模式，节省工程时间，提高工作效率。CFD技术本质就是模拟仿真技术，也是计算机3D模型的应用。因此，在CFD技术中首先就需要建立相关的模型，其中主要包括物理模型和数学模型。建立模型的过程就是将暖通空调制冷工程所需的流体工作部分通过数学运算的方式直观明了的表达出来，从而让工作人员更快了解暖通空调制冷工程中流体工作运行情况和原理。在实际运用过程中，工作人员往往更倾向于使用控制微方程。同时，由于湍流流动是暖通空调制冷工程中主要流动方式，因此，CFD技术也应该选用适当的湍流模型对实际情况进行仿真模拟，从而提高模型的真实度。
2、数值求解
具体应用数值求解时，可以分为三步来进行。第一步，工作人员要清楚边界条件和初始条件，当工作人员明确这两点后，就能够确保所有方程都有一个解。对于边界条件而言，进行区域边界求解时，求解导数具有随着地点、时间变化的规律，或者是一个变量。对于研究的对象而言，在流动刚开始的时候，相关求解变量在空间中的具体分布情况并非固定不变的。对于稳态问题而言，工作人员必须事先清楚确初始条件，例如相关的瞬态问题，否则不能开展相关工作。第二步：合理划分计算网格，在这方面涉及到的计算网格包括两个类型，分别是结构网格和非结构网格，如果从空间分布情况进行分析，结构网格优势更加明显，其比非结构网格整体更加标准，具体而言，在标准的四边形范围内，从空间分布方面进行分析，如果是非结构网格，其没有非常明显的列线和行线，但是对于结构网格而言，其分布一般都是非常规范的，分别是成列、成行的规范分布。如果从当前实际运用情况分析，在不同的CFD软件中都设置了生成网格的专门工具。第三步：可以构建离散方程，结合相关数据对其进行求解，一般情况下在这方面计算时，工作人员会使用有限差分法、有限容积法、有限元法进行计算，准确得到求解区域的离散。
3、可视化结果处理
离散方程以及空间流体数值计算工作，都需要利用CFD的模拟技术与作用。计算完成后的结果在呈现时会以多种形式进行，最为普遍的就是节点数值。节点数值无法将工作效果直观的展示给工作人员，在一定程度上增加工作人员的工作难度与工作任务量。因为所求结果数据的分析受到多种制约，而利用CFD技术可视化处理计算结果，是改善上述问题的重要条件。在处理时需要利用各种软件，着重突出计算机图形软件的作用与价值。工作人员可借助CFD计算机图形软件所呈现出的静态图像进行直观观察，并在分析其数据的基础上理解空间流体状况。空间流体问题始终是暖通空调在制冷过程中面临的重点与难点，CFD技术以及软件的大面积使用是改善该问题的有效方式。在模拟室内空气流体的同时制定恰当方案，并利用准确分析室内空气流体的方式改善制冷效果，真正优化暖通空调整体性能与质量。
四、结束语
综上所述，CFD技术已在众多实际工程中得到了广泛的运用，其可作为解决暖通空调制冷领域的流动和传热传质问题的重要手段，对提高此领域系统效率和稳定性具有重要意义，其不仅提升了暖通空调的制冷效果，还提升了生产的效率和人们的生活质量。尽管暖通空调制冷系统中CDF技术的应用还存在一定的不足之处，但是在不断的改进和创新下，CDF技术在暖通空调制冷系统中的应用定将不断完善，为建筑行业的发展提供充足的技术保障。
参考文献：
[1]张玉忠.CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J].住宅与房地产，2018，（25）：180，203.
[2]姜腾.CFD技术在暖通空调制冷工程中应用研究[J].时代农机，2018，45（05）：227.
[3]柳振宇.刍议暖通空调制冷工程中CFD技术运用[J].福建建设科技，2017，（04）：71.
[4]曾军军，王小宝.CFD技术在暖通空调制冷工程中的运用分析[J].工艺与设备，2017，（1）：190.