重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司 重庆 400000
摘要：CFD 技术属于一种常用的工程流体技术，是一种资料完备、速度快且成本较低的暖通技术。近年来，CFD 技术在我国暖通空调领域的应用，已经取得了相当显著的成果，但是与发达国家仍存在一定的差距，为了充分适应国际化发展，相关人员必须不断努力探索研究，不断完善和改进现有技术，使CFD技术更加广泛地应用于暖通空调制冷工程当中。
关键词：CFD技术；暖通空调；制冷工程；应用
1 背景
CFD技术，也被称之为计算机流体技术，是在计算机信息技术不断发展的基础上研究发展而来的数学模型。在暖通空调工程中应用CFD技术，可以提高工程的设计效果，还可以确保暖通空调的制冷效果，在多个工程实践应用中都得到的证实。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。本文主要阐述了CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用原则及实际运用。
2 CFD 简析
对于 CFD 技术而言，其全称为 Computational FluidDynamics，汉意为计算流体动力学。该CFD技术义计算机技术为基础，主要功能是建立数学模型，实践中被广泛的应用。这一暖通技术特点明显，例如需要完备的资料，工作速度比较快，运行成本低，是一种资料完备、速度快且成本较低的建模方式。技术原理简单，通过数值求解之后，可以对流体流动的微分方程进行控制，进而得到流体流动时的流场在某个连续区域内的离散分布情况，掌握这一规律之后，通过CFD技术就可以对具体的流动情况进行模拟，为以后暖通空调的施工提供帮助。
2.1 功能
CFD技术在暖通空调的制冷方面应用上，不但能够有效的实施对流体流动进行精准监控，而且还能在完善整体传热、传质的功能，有效的减少了相关结构的内部压力，减少了变形等问题的发生。从此可知，CFD在优化暖通空调制冷方面所取得的作用是非常明显的。在暖通空调制冷过程中，CFD的应用模块主要包括以下几大功能模块，如前端处理、生成最终数据以及后台的相关处理，通过这些模块之间的协调运作，从而保证了暖通空调制冷工作的稳定性和有效性。
2.2 原则
在 CFD技术应用过程中，其原则就是首先要建立模型，录入数据以及生成网格；其次是要对模块任务进行解析；最后才能够形成结果数据。在暖通空调制冷工程中应用CFD技术必须遵循这三个原则，才能够发挥暖通系统的最大效率，提高暖通空调的制冷效果。对于建立模型来说，由于计算机模型所需要的数据在前端处理中形成，因此，在这个环节，就必须建立模型，才能够将数据进行录入，从而生成网格。而在这个环节完成之后，计算机的核心运算器才能够对数据进行解析，解析之后才能够形成结果数据提供给后台。通过这样一个过程，才能把这些数据己最直观、最清晰的方式呈现给工作人员进行使用。
2.3 应用范围
在应用范围上，CFD 能够在各种复杂的几何空间内来对数据进行分析，并且能够对流动液体问题；高温传热问题；气态、固态、液态转换问题；非牛顿流体流动(如流变、粉尘、混凝土)问题；多孔质介质问题；化工反应流问题；粉煤、气态燃料、油雾、混合燃料及氧化流燃烧等问题：爆炸、燃爆、着火等问题；搅拌反应釜问题；环保等问题提供一定的数据依据。而 CFD的研究数据则可以为其在工程设计上、生产管理和技术改造上提供一定的数据参考。例如在流体的阻力上。流体与固体之间的热传递，固体、气体状态的停留时间，产品质量，反应速率，处理能力等综合指标来对现场的各种情况进行一个针对性有效的调节，并且以此拉对整个系统进行一定的定性和定位。
并且通过对于这一部分的数据分析来对现场的装置和设计中的不足进行技术的更正和提升，以能更好的完成施工目标。所以CFD在一定的程度上是一种多功能、通用型的大型试验数据库。
3 CFD 技术在暖通空调制冷工程中的应用
CFD技术之所以被越来越广泛应用于暖通空调制冷工程当中，主要原因是因为该技术对数值模拟计算的原理，将该技术合理有效的应用于暖通空调制冷工程当中，有助于相关设计人员快速而高效的完成模拟数值的计算工作，大大节省人力和节约时间。
3.1 模型的建立
在暖通空调制冷工程中应用CFD技术时，可以建立工程模型，然后进行施工操作。模型包括物理模型和数学模型。具体而言，利用数学计算方法对流体问题进行深入研究，要求在暖通空调施工中，涉及到的所有流体问题都可以满足连续性方程的需求，计算时技术人员可以采用动量方程和能量方程。在实践工作中，工作人员更愿意使用粘性流体流动的控制微方程，其具有不可压流体的特点。暖通空调具有制冷作用，对这方面进行施工中，由于大多数情况下流体都属于湍流流动，因此技术人员可以建立湍流模型，可以很好的模拟流体湍流流动情况，通过这些措施就可以准确对相关问题进行研究，有利于以后进行数值求解，下面就相关问题进行深入分析。
3.2 数值求解
在进行数值求解的过程当中，应该分为三大步骤进行。
第一步：应该明确初始条件和边界条件，因为只有明确了这两大条件，才能够充分保证所解方程有解。边界条件指的是在求解区域的边界上所求解的导数随时间和地点的变化规律或变量。初始条件指的是所研究的对象在流动刚开始的时刻中每一个求解变量在空间上的具体分布情况。针对稳态问题，可以不用设定相确定初始条件，而针对瞬态问题，则必须预先明确初始条件。第二步：对计算网格进行合理划分。计算网格主要包括两种类型，即非结构网格和结构网格。从空间分布上来看，结构网格比非结构网格更加规范，比如，在一个四边形区域内，在空间分布上，非结构网格并没有明显的列线和行线，而结构网格通常是成列和成行规范分布的。从目前的实际情况来看，各种CFD软件均配置了生成网格的专门工具。第三步：建立离散方程并进行求解。通常情况下，相关人员在进行离散方程时往往会采用有限元法、有限差分法以及有限容积法等方法，可以通过这些有效方法对求解区域进行离散。
3.3结果可视化处理方法
虽然运用 CDF 模拟技术能够进行离散方程，并计算空间流体的数值，但这样的数值是以节点数值的形式呈现出来的，不仅不能够让工作人员直观观察和理解，反而增加了工作的难度，导致对所求结果数据无法进行有效分析，因此需要运用CFD技术中的各种软件对计算结果进行可视化处理，如CFD中的计算机图形软件，可以将数据以静态图像的形式显现出来，从而能够便于工作人员观察和理解。在暖通空调制冷工程中，通过CFD技术及其软件能够准确快速地计算空间流体问题，同时能更加准确分析、模拟室内空气流体，从而提高暖通空调的整体设计性能和改善制冷效果。
结论
随着科技的发展，暖通空调工程不断革新，在暖通空调制冷工程中运用CFD技术是很有必要的。暖通空调属于一种特殊意义上的中央空调，与传统空调相比，不仅能够实现制冷或者制热，还可以对室内空气进行处理和净化。CFD技术是一种成本较低、速度快以及资料完备的暖通技术，通过实现对整体设计过程中性能的提升，改善空调制冷效果不强问题，从而保障整体空调系统的最优化模式。上文就该技术的应用作出了简析。
参考文献
[1]张文涛，杨士心.CFD技术在暖通空调制冷工程中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2015.
[2]夏颐明.CPD技术在暖通空调制冷工程中的应用探讨[J].建筑工程技术与设计，2016.