airpak30帮助文件第一部分中文tutorialguide中文.docx

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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