《暖通空调数值模拟技术》课程教学大纲

暖通空调数值模拟技术

(NumericalSimulationofHeatingVentilationandAirConditioning)

课程代码：02410106

学分：1

学时：16（其中：课堂教学学时：16实验学时：上机学时：课程实践学时：）

先修课程：工程热力学、流体力学、数值传热学、计算流体力学

适用专业：建筑环境与能源应用工程

教材：（《室内空气流动数值模拟》、李先庭、赵彬主编、机械工业出版社、2009年2月第1版）

一、课程性质与课程目标

（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）

暖通空调数值模拟技术是建筑环境与能源应用工程专业选修课程之一，本课程讲授室内空

气流动的数值模拟手段及相应的计算方法。通过课堂教学、上机等教学环节，使学生掌握室内空气

流动的数值分析方法，能够运用有效的数值求解手段对于室内的空气流动、热舒适性等进行有效的

分析和评价,并具备使用商用CFD软件解决工程实际问题的能力。

（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力

目标。）

课程目标1：掌握室内空气流动的原理、数学模型及数值模拟方法

课程目标2：熟练掌握CFD软件对室内热、湿环境，空气品质进行分析和评价

注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；

二、课程内容与教学要求（按章撰写）

第一章室内空气流动数值模拟方法概述

（-）课程内容

1.1室内空气流动所涉及的范畴

1.2室内空气流动数值模拟的发展历程

a）射流理论与区域模型

b）计算流体力学方法

1.3学习室内空气流动数值模拟的目的

（二）教学要求

2.1掌握室内空气流动的范畴

2.2了解室内空气流动数值模拟的发展历程

2.3明确室内空气流动数值模拟的目的

（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）

1.重点

1.1明确室内空气流动所涉及的范畴

2.难点

2.1室内空气流动数值模拟的意义

第二章射流理论和区域模型

（一）课程内容

1.1空调送风射流分类

1.2自由射流

a）等温自由射流

b）非等温自由射流

1.3有限空间射流

a）受限射流

b）贴壁射流

1.4用射流理论设计气流组织

a）工作区平均速度和温度的校核

b）侧上送气流组织形式贴附长度的校核

1.5区域模型方法

a）区域模型的基本概念

b）区域模型的基本方法

c）区域模型的应用示例

1.6新型分区方法及应用实例

a）新型分区方法

b）应用示例

c）区域模型小结

（二）教学要求

2.1了解空调送风射流的分类

2.2掌握射流理论设计气流组织的基本方法

2.3掌握区域模型的基本概念、方法

2.4了解新型分区的基本概念、方法

（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）

1.重点

1.1空气送风气流的分类方法

2.难点

2.1区域模型方法

第三章室内空气流动模拟中的特殊问题

（一）课程内容

1.1数值计算的风口模型

a）风口模型问题的重要性和传统风口描述方法的弊魅

b）直接描述类风口模型

c）间接描述类风口模型

d）N点风口模型

e）实际连接条件下的界点风口模型

1.2热源模型

a）人体的散热特性

b）设备散热特性的研究

c）灯光散热特性的研究

d）热源模型的简化处理方法

1.3污染源模型

a）污染源及污染物散发特点

b）气态物质的散发和分布模拟

c）污染物去除装置模也

1.4结露与凝结模型

1.5辐射换热的计算

a）辐射换热计算的重要性及特征性

b）辐射计彝的方法

c）辐射换热条件下室内空气流动的数值模拟

1.6室内空气流动的简捷数值模拟方法

a）湍流模型

b）计算速度问题

c）室内空气流动的简捷数值模拟方法的建立

d）算例验证

（二）教学要求

2.1掌握风口模型的类型、方法

2.2掌握污染物、结露及凝结模型

2.3掌握辐射换热的计算方法

2.4了解室内空气流动的简捷数值模拟方法

（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）

1.重点

1.1风口模型

2.难点

2.1辐射换热的计算

第四章室内颗粒运动和分布的数值模拟

（一）课程内容

1.1室内颗粒运动和分布数值模拟的意义

1.2集总参数法

1.3室内颗粒运动的轨道模型模拟和应用

a）室内颗粒运动的轨道模型

b）室内颗粒轨道模型验证

0颗粒轨道模型应用：不同通风室内颗粒运动规律比较

1.4室内颗粒分布的滑移通量模型和应用

a）室内颗粒作为连续相的前提条件分析

h）室内颗粒的滑移通量模型

c）颗粒分布简捷数值模拟方法应用：不同通风室内颗粒分布扩散规律比较

（二）教学要求

2.1掌握室内颗粒运动和分布的数值模拟方法

2.2掌握室内颗粒运动轨道模型

2.3掌握室内颗粒分布的滑移通量模型

（三）重点与难点（若不单独列出，需在教学要求中适当注明）

1.重点

1.1集总参数法

2.难点

2.1室内颗粒运动及扩散的数值模拟

四、学时分配及教学方法

章

教学形式及学时分配

（按序填写）

主要教学方法支撑的课程目标

课堂实上课程小

教学验机实践计

第一章22讲授法目标1

第二章44讲授法目标1

第三章44讲授法目标1、2

第四章66教授法、演示法目标1、2

合计1616

注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；

2.主要教学方法包括讲授法，讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题，项目、案例

等教学方法）等。

五、课程考核

考核形式考核要求考核权重备注

课堂表现到课率及课堂讨论情况20%

平时作业完成作业的次数及程度30%

使用商用CFD软件解决实际

大作业50%

问题的能力

注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。

2.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小

论文、项目设计和作品等。

3.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。

4.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。

六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）

1.《空气调节》，赵荣义主编，中国建筑工业出版社，2009年第4版。

2.《紊动理论》，余常昭主编，高等教育出版社，1993年第1版。

3.《数值计算传热学》，郭宽良主编，安徽科学技术出版社，1987年第1版。

4.《数值传热学》，陶文柱主编，西安交通大学出版社，2001年第2版。

5.《计算流体力学》，张廷芳主编，大连理工大学出版社，2007年第2版。

6.《计算传热学的现代进展》，陶文雄，科学出版社，2000年第I版。

7.《有限单元法在传热学中的应用》，孔详谦，科学出版社，