建筑排水系统CFD模拟研究

【摘要】： 建筑给水排水工程是工业与民用建筑建设的重要组成部分。近些年建筑业发展的热潮极大地带动和促进了建筑给排水工程学科的发展。建筑排水管道系统中的物理现象是流体运动现象。现有的恒定流理论已不能有效解释排水系统内部非恒定流和多相流的物理现象,需要对排水系统基础理论进一步补充发展。但通过实验和现场测试等传统研究方法资金耗费巨大,需要开辟一种新的研究方法。 因实际工程中大量存在边界形状复杂的区段内的流动,鉴于其复杂性和测量困难性,物理模型试验具有局限性,实验往往只能给出总流的参数,而数值模拟则能给出相关流场的具体信息。对流体进行CFD模拟的一个有效软件是FLUENT,将其应用于流体力学进行数值模拟,可以方便地计算出各项流体参数的全场分布,具有计算快速、简捷、方便,数值精度较高等优点,而且由于它具有从不可压到可压、层流、湍流等很大范围的模拟能力,实用性较强。 本文主要是应用大型流体力学计算软件(CFD)FLUENT研究影响洗脸盆存水湾水封破坏的因素和立管压强分布情况这两个问题。先介绍了FLUENT基本理论及应用,对它的网格适用、可以计算的物理问题类型、边界条件、湍流模型、求解器加以说明。然后结合国内洗脸盆实验,对洗脸盆建模,应用FLUENT进行模拟计算,并与实验结果进行比较。研究了建筑排水立管的水流形态,应用FLUENT对立管排水进行模拟计算,并对模拟结果进行分析。证实CFD模拟技术可以提供有用的参数,并能应用于建筑给排水理论研究和工程设计。