建筑窗口及室内自然通风CFD模拟和实验方法研究的任务书.docx

建筑窗口及室内自然通风CFD模拟和实验方法研究的任务书
任务书
题目：建筑窗口及室内自然通风CFD模拟和实验方法研究
一、研究背景
建筑窗口和室内自然通风是在热工设计中非常重要的一环，合理的自然通风系统可以使室内空气清新、湿度适宜、温度合适，还可以减少空调系统的使用，节约能源，提高建筑的环保性和可持续性。在传统建筑设计中，人们往往通过经验和安全系数来确定窗户的开放面积，但是这样往往容易造成资源浪费和节能效果不明显的问题。因此，研究窗户和通风系统的设计方法，分析室内自然通风机理，为节能设计提供科学依据和技术支持已成为一个重要课题。
二、研究目标
本研究的主要目标是探索建筑窗口和室内自然通风的设计、优化方法，以及分析通风系统的内部流动特点和效果。
1.建立建筑窗口和室内自然通风CFD模型，分析流场分布、不同开放方式对通风效果的影响等。
2.设计室内自然通风试验装置，实验测量室内自然通风的空气流动速度、温度、湿度等参数，验证CFD模型的可靠性。
3.综合分析CFD模拟和试验结果，提出针对性的改进建议，为窗口和室内自然通风系统的设计提供科学依据和技术支持。
三、研究内容和方案
1.CFD模拟
（1）建立建筑窗口和室内自然通风的3D模型，包括建筑构造、风口、机械通风系统等。
（2）在FLUENT等CFD软件中进行数值模拟，分析不同开口方式和角度、窗户间距、风的方向和速度等因素对流场的影响。
（3）对CFD模拟结果进行数据处理和分析，得出风速、风压等参数，探索建筑窗口和自然通风系统的优化设计。
（4）比较实际风洞实验结果，验证CFD模拟的有效性和可靠性。
2.实验方法
（1）设计并制作室内自然通风实验装置，包括试验室、风道、测量仪器等。
（2）试验区内设置不同类型和位置的通风口，通过改变通风口的数量、大小和位置等参数，研究空气流动特点和通风效果。
（3）利用热线测温仪、湿度计和流速传感器等测量设备进行测量，得到空气流动速度、温度、湿度等参数，比较不同参数的变化和空气流动的特性。
（4）综合模拟结果和实验数据，分析建筑窗口和自然通风系统的设计和优化，提出改进方案。
四、研究预期成果
1.建立建筑窗口和室内自然通风CFD模型，分析不同因素对通风效果的影响，为建筑设计和节能设计提供科学依据。
2.设计室内自然通风试验装置，验证CFD模拟的有效性和可靠性，为CFD模拟结果提供可靠的实验依据。
3.分析比较CFD模拟和实验结果，提出改进建议，为窗口和室内自然通风系统的设计和优化提供指导和技术支持。
五、研究计划和进度安排
本研究计划为期12个月，按以下进度安排：
第1-2个月：收集文献，研究各类CFD模拟软件，了解室内自然通风的研究现状和进展。
第3-6个月：建立建筑窗口和室内自然通风CFD模型，进行数值模拟，并分析模拟结果。
第7-9个月：设计室内自然通风试验装置，进行室内自然通风实验，并测量空气流动速度、温度、湿度等参数。
第10-11个月：比较CFD模拟和试验结果，综合分析数据，并提出改进建议。
第12个月：整理研究成果，撰写研究报告。
六、研究团队和资源
本研究课题组由高校的教授和硕士研究生组成，有丰富的数值模拟和实验研究经验。本研究需要的资源主要包括室内自然通风试验装置、CFD模拟软件和计算机等设备。
七、预算和经费支持
本研究的预算为30万人民币，主要用于室内自然通风试验装置的设计和制造、CFD模拟软件的购买和计算机设备的更新等，经费支持来源于课题组所在高校。如有必要，还可向外部资助机构申请研究经费。