电脑模拟帮助确保展览馆内舒适

日期:2012-06-20

使用Flovent软件模拟展馆的流场变化及温度场变化

Zibell Willner & Partners (ZWP)的工程师们为保证展览会展馆在夏季没有空调的情况下也能保证展馆内一定的舒适度而进行了展馆的通风设计。他们使用Flomerics公司的Flovent软件来模拟展馆内的空气流动,并且改进仿真模型来解决在仿真过程中发现的设计不合理之处。

 
这个展馆是一个大工程的一部分,其中有一个高度从3.7上升到7的弓行屋顶。Façade是从地面到屋顶的玻璃。在建筑设计最终定稿之前,ZWP的工程师们需要研究冬季和夏季自然通风的能力和极限。他们特别关心建筑内的热舒适参数,例如辐射温度和空气速度。
 
传统方法解决这些问题将涉及到手工计算。这种方法的问题是,这些统计数据并没有将建筑的几何因素和其它特别因素考虑进去。基于这些原因, ZWP频繁地将Flovent仿真作为设计过程的一部分进行演算。Flovent软件可以将计算结果完全用3D气流图像来阐明结果,包括速度、压力和温度等物理量的分布情况。根据这些结果,工程师们很快就能够评估替代设备配置的性能。
 
Flovent软件是专为建筑物暖通建模设计的应用软件,所以它在这种问题的应用上,比通用CFD软件更简单、更快、更准确,”ZWP工程师Alfred Wallau说,“当我在使用这个软件遇到问题时,我也得到了Flomerics公司极好的技术支持。”
 
Wallau模拟了基于由建筑设计师提供的计算机辅助设计制图的建筑物。他把热负荷和表面温度的已知值综合到到展馆Flovent 模型中,用自然通风和强迫对流来驱使气流通过建筑物。在自然通风的条件下,空气从拥有固定压力的出入口进出。在强迫对流条件下,软件使用具有设定出风流速和出风温度的Flovent模型Fix-flow组件来模拟强迫对流。
 
“CFD模拟显示当环境温度达到24 oC时,采用自然通风可以提供舒适的内部环境,” Wallau说。“当外界温度高于24 oC时,就需要使用空调了。模拟同时显示,用于通风的格栅的原始设计及其摆放位置无法保证舒适的温度和空气流速。我们改变了原来的设计,增加格栅数量并移动了格栅的位置,发现了一个即便在炎热的夏季也能够提供舒适的环境的构造。最终的结构设计提供了稳定的凉爽区域,使人群有舒适的温度,将展馆的高温区域转移到天花板下底下离地面较高的区域”
 
Wallau还模拟了冬季的展馆。在预计最寒冷的条件下,模拟结果表明,当展馆用于展览时,使用地表对流加热能够提供充足的供暖。另一方面,如果展馆要改为办公使用,也可以通过增加供暖设备来实现其良好的供暖。“Flovent模拟帮助确保我们的设计为使用者在任何气候条件都能提供舒适的环境,避免了日后对建筑进行昂贵改建,” Wallau总结到。
 
 
 
FLOMERICS

FLOMERICS公司创立于1988年,是全球第一个开发专门针对电子设备热设计仿真软件的公司,自1989年推出FLOTHERM电子热分析软件以来就一直居于市场领导地位并引领该行业的技术发展。目前FLOMERICS公司还是一家在伦敦股票交易所上市的高技术软件公司。在1999年,FLOMERICS公司还兼并了在时域电磁场分析方面全球领先的KCC软件公司,推出了全球首个系统结构级电磁兼容仿真软件FLO/EMC,目前FLO/EMCFLOTHERM软件已实现完全无缝和同一界面的协同设计,可共享几何模型,令结构设计工程师可以快速方便地全面分析系统的散热与电磁兼容性这一对矛盾并得出符合二者要求的设计方案。
 
作为电子热分析领域技术的领导者和标准制定者,FLOMERICS公司拥有业内数量最大的电子热分析专家队伍,FLOTHERM不但是全球第一套专业电子散热分析软件,也是目前唯一拥有参数化和目标驱动优化设计功能、全球标准IC封装热分析模型库(Flopack)及CAD模型自动热等效简化功能的软件,其中Flopack芯片封装热分析模型已被美国JEDEC组织考虑作为全球唯一的IC标准热模型。FLOMERICS公司一直并会继续领导全球电子散热设计技术的发展。
 
Flo/EMC是目前全球唯一专业面向系统级电磁兼容分析的仿真软件。FLO/EMC采用先进的时域传输线矩阵法(TLM),只需要一次求解就可以得到系统在整个频域的响应曲线。它非常适合进行系统和子系统级的屏蔽效能分析、辐射性能分析以及散射参数分析。可以直接获得时域响应曲线、屏蔽效能曲线、三维的空间电磁场分布图及随相位和空间位置变化的动态效果图、表面电流分布图以及辐射方向图等分析结果。
 
Microstripes是功能强大的三维电磁计算仿真软件。Microstripes三维电磁场分析软件采用高级时域传输线矩阵(TLM)求解Maxell方程组。在时域通过冲击脉冲激励,可以一次性求解出系统整个宽频的响应。Microstripes友好的图形操作界面,独特OCTREE网格划分技术等特点使其成为分析复杂、电大尺寸天线及微波器件模型电磁场特性的理想工具。
 
依据独立的第三方调查显示,目前全球80%以上的电子产品散热及EMC设计工程师都在依靠本公司的FLOTHERM & Flo/EMC软件进行电子散热与电磁兼容性设计与分析,客户包括大型跨国电气产品制造商、全球所有位于前十位的PC/工作站/大型计算机制造商、所有主要的电信交换设备和网络设备制造商、所有主要的半导体制造商以及航空航天及军事领域内最主要的供应商。
 
FLOMERICS公司在全球40几个国家和地区都有分支机构或分销商从事市场与技术支持,其中英国、美国、法国、德国、意大利、瑞典、中国、日本、韩国、新加坡、印度等地区都拥有全资分支机构,覆盖了全球所有主要的电子生产、研发地区。

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