airpak30帮助文件第一部分中文tutorialguide中文.docx
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airpak30帮助文件第一部分中文tutorialguide中文
帮助文件
办公室通风
简介:
这篇教程演示了如何使用Airpak在电脑上创建有两个人工作的办公室模型。
教程中你将会了解到:
1.打开一个新的任务
2.电脑模拟相对湿度分布的设置
3.创建blocks,openings,vents,partitions和walls
4.创建辐射影响的模型
5.改变电脑计算的迭代次数〔即为模型的细腻光滑程度,迭代次数越高模型效果越佳〕
6.初步计算出一个结果
7.检查模型外表的轮廓和物体外表的迭量,以及横断面图
8.跟踪空气入口粒子流轨迹
9.通过仿真计算检查房间里舒适度的预测平均值〔PMV-同一环境下绝大多数人的热感觉〕和预测不满百分比〔PDD-同环境下人群对热环境不满的百分比〕
先决条件:
本教程假设你对Airpak软件没有太多经验,但是相对较熟悉软件界面,假设不是请检阅第一张用户指南。
问题描述:
该待仿真办公室共分为两大部分,每一部分包含一个坐在电脑前办公的人。
如图1.1。
同时该办公室还有六个荧光灯、暖气、新风入口、回风口、窗户等。
通过对办公室外表温度和空气流速的剖面仿真,我们可以直观了解办公室整体的舒适度。
:
几何参数,导热性,窗户和扩散器的流动边界条件
尺寸
温度
速度
进气口气流属性
0.2m*0.3m
℃
0.85m/s
窗户属性
3.65m*1.16m
℃
---
:
热源的尺寸和性能
热源
尺寸
功率
墙挂式取暖
1.2m*0.1m*0.2m
1500W
人
0.4m*0.35m*1.1m
75W
电脑1
0.4m*0.4m*0.4m
108W
电脑2
0.4m*0.4m*0.4m
173W
日光灯
0.2m*1.2m*0.15m
34W
图:
通风问题所研究的办公室的几何参数
步骤1:
打开并定义一个新的工作
1.启动Airpak,当软件打开后会主动弹出NEW/EXISTING选项卡。
2.单击NEW选项,软件会开始一个新的任务,同时NEWproject选项卡将会打开。
(a)你可以为你的任务起一个名称,并将其填写在Project旁边的窗口中。
你可以为此案例命名OFFICE。
(b)点击Create创建。
Airpak会默认创建一个尺寸为10*3*10的房间,并放置在图形窗口内。
你可以使用鼠标左键围绕一个中心点旋转物体,还可以用鼠标中键将它移动到任意一点,鼠标右键则可以放大缩小视窗选择进入或者退出房间。
如果想把房间调整到默认位置,点击界面上方的选项Orient在弹出的菜单中点击Homeposition。
3.修改默认房间尺寸,设置室内空气属性并打开理性气体定律
(a)
在Basicparameters基本参数面板,在Species〔种类〕一栏选择ON,并点击旁边的Edit开始编辑。
此时,Airpak会打开Speciesdefinitions选项卡。
1选择房间内水的初始浓度为50
2在初浓度组的右边菜单将水的参数设定为RH,RH是房间里的相对湿度百分比。
3点击Accept确认更改
(b)在Basicparameters选项卡上方选择Advanced〔高级〕选项栏
1勾选Idealgaslaw〔理想气体定律〕选项和OperatingDensity〔工作密度〕选项,Operatingpressure〔工作压力〕和OperatingDensity〔工作密度〕参数保持默认值。
2点击Accept确认更改
(c)Basicparameters基本参数面板中的所有其它参数保持默认设置。
(d)点击Accept保存新的设置。
步骤2:
构建模型
创建模型,你需要根据自己的实际仿真要求调整房间尺寸到合适程度,然后创建房间内部的具体各项模型,包括2个人、2台电脑、6个灯、2张桌子、一个回风口〔ventilationreturn〕和入风口〔inputdiffuser〕、一个散热器〔radiator〕、一个隔断〔partition〕,和四周的墙壁。
1.对初始房间的默认尺寸进行调整
ModelRoom
(a)在Room面板中,输入以下图中所示的房间坐标。
(b)点击Done完成对房间的调整。
(c)点击
按钮,以三维的视角展示房间,并将房间缩放直至适应窗口大小。
备注:
我们默认房间内的墙体是绝热的,暂时不参与热辐射的计算。
假设需要设置包括房间边界内的辐射效应,你可以在下面的步骤中定义墙体。
2.在办公室内创建第一个人的模型。
备注:
在Airpak中有是有人〔Person〕这种模型的。
但是,在这次模拟中,人的模型将被简化为类似于规则形状的能量源。
教程2和教程3将会利用人〔Person〕这种模型。
(a)在模型工具栏中点击
Airpak将会创建一个新的空心模型在房间中央,你可以通过设置改变房间内模型的尺寸和位置。
(b)假设需显示Block设置面板需执行以下两项之一:
1在Modelmanager〔模型管理〕窗口双击模型项。
2在Modelmanager〔模型管理〕窗口中的模型项上点击鼠标右键,在下拉菜单中选择Editobject〔编辑对象〕。
(c)在Geometry栏中输入以下坐标来更改第一个人模型的位置。
(d)在properties〔属性〕选项栏中设置ThermalSpecification〔热力参数〕下的Totalpower〔总发热量〕的值为75W。
(e)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入Person1。
(f)点击Update来调整模块,点击Done关闭选项卡。
3.创建第二个人模型
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager〔模型管理〕窗口双击block.1模型项,打开Block编辑选项卡。
(c)在Geometry栏中输入以下坐标来更改第二个人模型的位置。
(d)在properties〔属性〕选项栏中设置ThermalSpecification〔热力参数〕下的Totalpower〔总发热量〕的值为75W。
(e)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入Person2。
(f)点击Update来调整模块,点击Done关闭选项卡。
4.创建第一台电脑
备注:
电脑将被表示为办公室中人前面的一个空心模块。
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager〔模型管理〕窗口双击block.1模型项,打开Block编辑选项卡。
(c)在Geometry栏中输入以下坐标来更改第一台电脑模型的位置。
(d)在properties〔属性〕选项栏中设置ThermalSpecification〔热力参数〕下的Totalpower〔总发热量〕的值为108W。
(e)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入Computer1。
(f)点击Update来调整模块,点击Done关闭选项卡。
5.创建第二台电脑
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager〔模型管理〕窗口双击block.1模型项,打开Block编辑选项卡。
(c)在Geometry栏中输入以下坐标来更改第二台电脑模型的位置。
(d)在properties〔属性〕选项栏中设置ThermalSpecification〔热力参数〕下的Totalpower〔总发热量〕的值为173W。
(e)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入Computer2。
(f)点击Update来调整模块,点击Done关闭选项卡。
6.创建散热器
这个散热器是房间里最大的热源,在仿真中将被表现为一个空心棱柱模块。
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager〔模型管理〕窗口双击block.1模型项,打开Block编辑选项卡。
(c)输入下面的坐标:
(d)在properties〔属性〕选项栏中设置ThermalSpecification〔热力参数〕下的Totalpower〔总发热量〕的值为1500W。
(e)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入baseboard-heater。
(f)点击Update来调整模块,点击Done关闭选项卡。
7.创建第一个荧光灯管
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager〔模型管理〕窗口双击block.1模型项,打开Block编辑选项卡。
(c)输入下面的坐标:
(d)在properties〔属性〕选项栏中设置ThermalSpecification〔热力参数〕下的Totalpower〔总发热量〕的值为34W。
(e)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入lamp。
(f)点击Update来调整模块,点击Done关闭选项卡。
8.复制第一个日光灯以用来快速创建第二和第三个日光灯,他们之间的距离为米,并且均在X轴的方向。
(a)在Modelmanager〔模型管理〕窗口选择lamp〔第一个日光灯模型〕
(b)单击鼠标右键,出现下拉菜单。
(c)在菜单中点击copy复制选项。
此时Copyblocklamp选项卡将会被打开。
(d)在Numberofcopies〔复制的次数〕一栏输入2。
(e)勾选Translate〔详细〕,调节X轴的偏移量为。
(f)点击Apply应用设置
Airpak将以源日光灯为模板创建两个复制物体,每一个比前一个在X方向偏移米。
9.创建其余3个日光灯
(a)将已创建好的3个日光灯模型编成一组。
1在Modelmanager窗口中选择lamp,按住Ctrl点击lamp1和lamp2共选中三个日光灯模型。
2在选中单位上点击鼠标右键,在下拉菜单中选择Creategroup创建组。
3在弹出的Query选项卡中,输入lamp做为这个所创建的组的名称。
4点击Done完成关闭选项卡。
lamp,lamp1和lamp2将会添加到Modelmanager窗口中的Groups节点下。
(b)复制这个组
1选择Modelmanager窗口中的Groups节点,并展开Groups选项。
2选择lamp组,在其上单击鼠标右键,展开下拉菜单。
3点击Copygroup选项,打开Copygrouplamp选项卡。
4在选项卡中Numberofcopies〔复制次数〕一栏输入1。
5勾选Translate〔详细〕选项。
6调节X轴与Y轴的偏移量为0,调节Z轴的偏移量为。
7点击Apply应用设置。
模型中将会出现6个日光灯。
10.创建一个进气口
(a)在模型工具栏中点击
Airpak将创建一个2D的开口空间在房间中央。
你需要改变开口空间的尺寸和方向,并设置温度和气流信息。
(b)在Modelmanager模型管理窗口中双击,打开Openings编辑选项卡。
(c)在Geometry栏将平面更改为Y-Z,并为该开口空间输入以下坐标:
(d)在Properties属性栏,选择Temperature〔温度〕按钮并输入℃。
(e)选择XVelocity〔X轴方向〕,输入一个的风速数值。
(f)勾选Species〔种类〕选项并点击后方的Edit进入编辑窗口。
Airpak将会进入Speciesconcentrations〔填充物浓度〕窗口。
1在Speciesconcentrations〔填充物浓度〕窗口勾选并在水浓度一栏输入50。
2在输入栏右侧的浓度单位菜单项选择择RH。
3点击Done完成设置,更新进气口属性并关闭窗口。
4在Openings选项卡中的Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入air-inlet。
5点击Update来更新模块设置,点击Done关闭选项卡。
11.创建回风口
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager模型管理窗口中双击vent.1,打开vents编辑选项卡。
(c)在Geometry栏将平面更改为Y-Z,并为该开口空间输入以下坐标:
(d)在Properties属性选项卡中将将Velocitylosscoefficient速度损失系数选择为approach〔通道〕算法。
(e)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入vent-return。
(f)单击Done完成,更新回风口设置,并关闭回风口设置面板。
12.创建办公隔断墙
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager模型管理窗口中双击,打开Partitions编辑选项卡。
(c)在Geometry栏将平面更改为Y-Z,并为该隔断输入以下坐标:
(d)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入Partitions。
(e)在选项卡中单击Update更新对隔断的设置。
13.创建第一张办公室桌子
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager模型管理窗口中双击,打开Partitions编辑选项卡。
(c)在Geometry栏将平面更改为Y-Z,并为该桌子输入以下坐标。
(d)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入table。
(e)在选项卡中单击Update更新对桌子的设置。
14.复制第一张桌子创建第二张桌子table2
(a)在Modelmanager模型管理窗口,选择table选项。
(b)在选项上点击鼠标右键,打开下拉菜单。
(c)选择Copy复制选项
Copypartitiontable复制属性选项卡将会被打开。
(d)勾选Translate〔详细〕,调节X轴的偏移量为-3米,Z轴的偏移量为米。
(e)单击Apply应用修改设置复制桌子并关闭选项卡。
15.创建办公室的窗户。
(a)在模型工具栏中点击
Airpak将在房间的中央创建一堵墙,你需要更改墙的尺寸和方向,调整温度和辐射参数。
(b)在Modelmanager模型管理窗口中双击wall.1,打开walls编辑选项卡。
(c)在Geometry栏将平面更改为Y-Z,并为该窗子输入以下坐标。
(d)在Properties属性栏,选择Outsidetemp〔室外温度〕按钮并输入℃。
(e)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入window。
(f)在选项卡中单击Update更新对窗子的设置,并关闭walls选项卡。
16.创建房间的地板
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager模型管理窗口中双击wall.1,打开walls编辑选项卡。
(c)在Geometry栏将平面更改为X-Z,并为该地板输入以下坐标。
(d)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入flood。
(e)在选项卡中单击Update更新对地面的设置,并关闭walls选项卡。
17.创建房间左面的墙壁
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager模型管理窗口中双击wall.1,打开walls编辑选项卡。
(c)在Geometry栏将平面更改为X-Y,并为该墙壁输入以下坐标。
(d)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入wall-left。
(e)在选项卡中单击Update更新对墙壁的设置,并关闭walls选项卡。
18.创建房间后墙壁
(a)在模型工具栏中点击
(b)在Modelmanager模型管理窗口中双击wall.1,打开walls编辑选项卡。
(c)在Geometry栏将平面更改为Y-Z,并为该墙壁输入以下坐标。
(d)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入wall-back。
(e)在选项卡中单击Update更新对墙壁的设置,并关闭walls选项卡。
19.复制地板来创建天花板
(a)在Modelmanager模型管理窗口,选择flood选项。
(b)在选项上点击鼠标右键,打开下拉菜单。
(c)选择Copy复制选项
Copywallflood复制属性选项卡将会被打开。
(d)勾选Translate〔详细〕,调节X轴的偏移量为0米,Y轴的偏移量为3米。
Z轴的偏移量为0米。
(e)点击Apply应用设置
Airpak将会创建一个新的flood在房间的上方。
(f)在Modelmanager模型管理窗口,选择选项。
(g)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入ceiling。
(h)在选项卡中单击Update更新对墙壁的设置,并关闭选项卡。
20.复制左墙壁来创建右墙壁
(a)在Modelmanager模型管理窗口,选择wall-left选项。
(b)在选项上点击鼠标右键,打开下拉菜单。
(c)选择Copy复制选项
Copywall-left复制属性选项卡将会被打开。
(d)勾选Translate〔详细〕,调节X轴的偏移量为0米,Y轴的偏移量为0米。
Z轴的偏移量为-4米。
(e)点击Apply应用设置
Airpak将会创建一个新的wall-left在房间的右侧。
(f)在Modelmanager模型管理窗口,选择wall-left.1选项。
(g)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入wall-right。
(h)在选项卡中单击Update更新对墙壁的设置,并关闭选项卡。
21.复制后墙壁来创建前面墙壁
(a)在Modelmanager模型管理窗口,选择wall-back选项。
(b)在选项上点击鼠标右键,打开下拉菜单。
(c)选择Copy复制选项
Copywall-back复制属性选项卡将会被打开。
(d)勾选Translate〔详细〕,调节X轴的偏移量为5米,Y轴的偏移量为0米。
Z轴的偏移量为0米。
(e)点击Apply应用设置
Airpak将会创建一个新的wall-back在房间的前面。
(f)在Modelmanager模型管理窗口,选择wall-选项。
(g)在Info〔信息〕选项栏中的Name名称字段栏中输入wall-front。
(h)在选项卡中单击Update更新对墙壁的设置,并关闭选项卡。
完成的房间模型图应如以下图:
22.检查模型确认没有问题〔例如物体靠的太近无法生成网格〕
ModelCheckmodel
Airpak将在message窗口内报告0错误,所有的公差都在可接受范围内。
23.检查定义好的模型,确保你已经调整完毕
ViewSummary(HTML)
Airpak将在参数统计面板列出所有模型物体的规格,你可以检查他们,检查完后点击完成。
如果你发现任何不对的规格,你可以在参数统计面板里通过鼠标点击进入修改它们的数值。
步骤3:
为模型添加辐射
在这一步,你将引入辐射对于模型中物体的各种影响
1.创建辐射的模型
(a)Model
Radiation〔辐射〕
(b)在Radiationenabled启用辐射列表下,点击All来选择房间里的所有物体。
(c)在面板的下面,从Reflevel基准水平菜单里选择1,基准水平值越小,Airpak计算速度越快。
(d)点击Compute开始计算。
注:
开始计算会花费一定的时间,计算完成后会弹出窗口报告运算情况。
(e)点击Close关闭窗口。
步骤4:
网格计算
计算网格需要三步,第一步,你需要调节命令来保证物体是紧密连接的。
第二步,你需要创建一个粗略的网格来确定什么地方的网格需要细化。
第三步,在粗略网格基础上细化网格。
1.改变墙体网格优先度
你需要保证靠着墙的物体比墙在产生网格过程中拥有更高的优先级。
Model
Editpriorities〔编辑优先级〕
(a)在Objectpriority对象优先级面板,给以下物体输入数值0:
地板,天花板,左墙,右墙,后墙,前墙。
(b)点击Accept确认优先级设置,关闭选项卡。
2.创建一个粗略的网格
Model
GenerateMesh〔计算生成网格〕
(a)在Meshcontrol网格控制选项卡中的Globalsettings全局设置区域,在Meshparameters网格参数选项的下拉菜单中选择Coarse〔粗略〕。
Airpak将会更新面板,设置成默认的网格数量〔最小值〕将会显示在面板底部。
(b)取消选择MaxXsize、MaxYsize、MaxZsize
(c)点击Generatemesh计算网格按钮来产生一个粗略的网格。
3.在模型剖面检查粗略网格
(a)选择Meshcontrol网格控制面板顶部的Display显示按钮。
(b)打开Cutplane剖面选项。
(c)在Setposition设置位置选项的下拉菜单中选择Pointandnormal正常点位取样。
(d)设置(PX,PY,PZ)为(2,0,0),设置(NX,NY,NZ)为(1,0,0)。
这个设置将会导致网格在Y-Z轴区域经过坐标(2,0,0)。
(e)打开Displaymesh显示网格选项
设置好的网格将会垂直于天花板,并且和人,电脑桌子对齐。
(f)点击中间的两个正方形按钮来调节剖切模型所产生的平面。
4.生成一个更好的网格
(a)选择Meshcontrol网格控制面板顶端的Generate生成选项。
面板将再一次更新到网格生成页面。
(b)在Meshparameters网格参数下拉列表中选择Normal常规。
Airpak将更新默认的网格生成参数到一个更好的数值〔比粗略网格更精细〕。
(c)开启MaxXsize,MaxYsize,和MaxZsize,设定每个值都为。
(d)更改MaxO-gridheight最大网格高度为。
这就限制了围绕物体的网格数量。
(e)选择对象关键字Objectparams选项,并点击Edit编辑按钮。
Airpak将会打开对象参数设置Per-objectmeshparameters面板。
(f)设置物品网格参数特性为进风口
1在Per-objectmeshparameters全部对象网格参数控制面板中点击air-inlet进气口,使其高亮显示。
Airpak将会显示特定对象的初始网格参数。
2选择Y值和Z值。
3根据Requested要求,为Y值和Z值输入5。
4点击Done完成,保存所作的修改并且关闭菜单栏。
进气口将会标注为红色,说明其已被定义了网格参数。
(g)在网格控制面板点击GenerateMesh网格生成按钮来生成一个更加细致的网格。
5.检查新的网格
图形显示将自动更新来显示新的网格,左右滑动方形按钮来调节剖切模型所产生的平面。
6.关闭网格显示
(a)点击Meshcontrol网格控制面板顶部的Display显示选项。
(b)取消选择Displaymesh网格显示选项。
(c)点击Close关闭按钮关闭Meshcontrol网格控制面板。
步骤5:
检查流体状态
运行求解程序之前,你首先需要回忆一下雷诺〔Reynolds〕和贝克来〔Peclet〕数值的估值来检查流体状态已模拟。
·雷诺〔Reynolds〕指出:
当流体的雷诺数R大于某个临界值Rc时,它就从层流向湍流
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