摘要：利用計算流體力學(xué)（CFD）方法模擬了不同通風(fēng)方式和不同送風(fēng)速度下室內污染物的濃度分布。模擬和分析結果表明，適當的送風(fēng)速度可以有效的降低室內污染物的濃度；通風(fēng)方式應與污染源的位置相適應，異側送回風(fēng)對污染物的排出比較有利。

　　關(guān)鍵詞：室內污染物 數值模擬 通風(fēng)方式

　　Abstract：The concentration distribution of indoor pollutant under different ventilation patterns and different velocity of supplying wind is simulated using the method of computational fluid dynamics （CFD）。The result of the simulation and analysis indicate that： the concentration of indoor pollutant can be reduced effectively using suitable velocity of supplying wind； the ventilation pattern should be accorded with the position of the pollutant source， moreover， supplying and returning wind from different sides is good for venting pollutant.

　　Keywords：indoor pollutant； numerical simulation， ventilation pattern

　　引言

　　室內空間存在著(zhù)各種污染物，這些物質(zhì)直接關(guān)系到室內空氣品質(zhì)，對人體健康和舒適性有著(zhù)重要的影響。污染源空間分布、污染物釋放強度、氣流組織是影響室內污染物分布的主要因素，其中氣流組織的狀況決定著(zhù)室內空氣的溫度、相對濕度和潔凈度是否滿(mǎn)足工作、生活、生產(chǎn)和科學(xué)試驗對內部空氣環(huán)境的要求，因此空調房間的氣流組織是空調設計的重要內容。有效地組織通風(fēng)氣流對于控制室內空氣污染物水平，改善室內空氣品質(zhì)，實(shí)現健康建筑、健康舒適性空調有著(zhù)重要的意義[1].

　　本文利用CFD技術(shù)[2]，建立相應的物理和數學(xué)模型，對室內污染物的濃度分布進(jìn)行數值模擬；并對計算結果進(jìn)行了處理，對處理結果進(jìn)行分析和比較，探求快速疏散和排出室內污染物的合理氣流組織方法。

　　1、數學(xué)模型

　　1.1 物理模型的建立

　　本文采用的房間模型，布置一個(gè)送風(fēng)口和一個(gè)回風(fēng)口，尺寸均為，見(jiàn)圖1.送風(fēng)口位于側墻下部，送風(fēng)速度為1，回風(fēng)口位于房間的頂部。在房間正中有一柱形物體，尺寸為。柱體頂部有一個(gè)污染源，散發(fā)速度為1.0.

　　1.2 數學(xué)模型的建立

　　邊界條件：對于速度，按照固體壁面無(wú)滑移邊界條件處理；對于和則按照壁面函數法來(lái)處理；假設在春秋兩季，室內外溫差不大的環(huán)境下，房間維護結構保溫性能良好，壁面按絕熱邊界處理；送風(fēng)口采用速度入口邊界條件（velocity-inlet）；出口邊界采用齊次Neumann條件處理[4].

　　基于以上的模型和邊界條件，采用有限容積法離散控制方程，網(wǎng)格采用基于直角坐標的均勻網(wǎng)格。對流項和擴散項采用混合格式離散，速度和壓力的耦合采用SIMPLE算法進(jìn)行求解，動(dòng)量方程采用交錯網(wǎng)格系統。求解方法采用交替掃描的三對角解法（TDMA）。

　　2、模擬結果分析與討論

　　本文模擬以甲醛為代表的室內污染物的穩態(tài)濃度分布。假設僅柱形物體的頂部置有污染物釋放源，釋放強度為常數：1.0，其它壁面無(wú)甲醛釋放。為便于計算將實(shí)際污染源轉化為離壁距離很�。�100mm）的空氣層中的源項，即，假設該空氣層中存在污染源，其釋放量等于實(shí)際污染源的釋放量[5].

　　2.1 模擬結果分析

　�。╝）y=0.5m處x-z斷面的速度場(chǎng)

　�。╞）x=1.5m處y-z斷面的速度場(chǎng)

　�。╟）z=0.35m處x-y斷面的速度場(chǎng)

　�。╠）y=1.5m處x-z斷面的濃度場(chǎng)

　　2.2 送風(fēng)速度的影響

　�。╝） 送風(fēng)速度為0.5m/s時(shí)的濃度場(chǎng)

　�。╞） 送風(fēng)速度為3m/s時(shí)的濃度場(chǎng)

　　2.3 通風(fēng)方式的影響

　�。╝） 送風(fēng)速度為1.0m/s時(shí)的速度場(chǎng)

　�。╞） 送風(fēng)速度為1.0m/s時(shí)的濃度場(chǎng)

　�。╝） 送風(fēng)速度為1.0m/s時(shí)的速度場(chǎng)

　�。╞） 送風(fēng)速度為1.0m/s時(shí)的濃度場(chǎng)

　　3、結論

　　以上的數值模擬分析比較了不同通風(fēng)方式和不同送風(fēng)速度下室內污染物的濃度分布規律，可以得出以下主要結論：

　　a）在同種通風(fēng)方式下，采用自然通風(fēng)或全新風(fēng)的通風(fēng)方式，并增大送風(fēng)速度，可以有效的降低室內污染物的濃度。

　　b）應根據污染源的位置來(lái)確定適合的通風(fēng)方式，異側送回風(fēng)對污染物的排出比較有利，并且當排風(fēng)口靠近污染源時(shí)，此時(shí)的排放效果更好。

　　參考文獻：

　　[1] 徐麗，翁培奮，孫為民。 三種通風(fēng)方式的

　　室內氣流組織和室內空氣品質(zhì)的數值分析[J]. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報， 2003， 21（3）： 311-319

　　[2] LAUNDER B E and RODI W. The turbulent wall jet-measurements and modeling [J] . Annual Review of Fluid Mechanics 1983， 15， 429-459

　　[3] 陶文銓。 數值傳熱學(xué)。 第二版。 西安：西安交通大學(xué)出版社，2001. 181，350

　　[4] 鄧啟紅，湯廣發(fā)。 SIMPLE算法中壓力修正方程邊界條件確定新探索[J]. 湖南大學(xué)學(xué)報， 1999， 26（6）： 65-70

　　[5] 劉玉峰，徐永清。房間氣流組織對污染物空間分布的影響[J]. 山東科技大學(xué)學(xué)報， 2004， 23（2）： 104-107