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CFD與建築環境學(化學工業出版社十五五普通高等教育規劃教材)

  • 作者：編者:張偉榮|責編:劉麗菲
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122509864
  • 出版日期：2027/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：163
人民幣：RMB 48 元      售價：元
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內容大鋼
    《CFD與建築環境學》聚焦CFD技術在建築環境與能源應用領域的實踐與創新，是兼具理論深度與實操應用的專業教材。全書系統講述了CFD技術發展、理論基礎、建築環境相關模擬實例、計算結果后處理及CFD未來發展展望。本書秉持「精簡理論+案例實操」的核心理念，遴選建築環境與暖通空調領域的相關案例，提供「手把手」式操作指導，貼合建築環境與能源應用專業的教學與科研需求，既介紹CFD核心理論公式與原理，滿足入門者夯實基礎的需求，又通過介紹夏季供冷模擬、汽車玻璃除霜、廚房污染物擴散等實操案例，助力進階者提升工程應用能力。
    本書為建築環境與能源應用專業師生、工程技術人員及科研工作者提供CFD技術在綠色建築設計、室內環境優化、節能減排等場景應用的全面指導。
作者介紹
編者:張偉榮|責編:劉麗菲
目錄
第1章  緒論
  1.1  兩位學者留下的一道大題
  1.2  早期電腦里第一次把流動畫出來
  1.3  CFD的工作：建模、求解、驗證與結果判定
  1.4  常見CFD平台與本書取捨
  1.5  建築環境中的CFD
  1.6  讀者如何使用本教材
第2章  CFD的理論基礎
  2.1  流動的基礎方程式和湍流模型
    2.1.1  基礎方程式
    2.1.2  湍流模型和RANS模型
    2.1.3  二方程模型
    2.1.4  RSM模型
    2.1.5  LES
    2.1.6  標準k-ε模型存在的問題及對策
  2.2  流動的數值解法
    2.2.1  計算網格的種類
    2.2.2  離散化方法
    2.2.3  對流項的離散化
    2.2.4  時間項離散化
    2.2.5  邊界條件
    2.2.6  計算演算法
    2.2.7  聯立一次方程組的解法
  2.3  輻射傳熱基礎
    2.3.1  黑體
    2.3.2  輻射強度與黑體輻射強度
    2.3.3  黑體封閉空間的輻射傳熱
    2.3.4  灰色封閉空間輻射傳熱
    2.3.5  對流-輻射耦合分析法
    2.3.6  輻射傳熱分析的邊界條件
    2.3.7  輻射傳熱分析的網格尺寸
    2.3.8  輻射傳熱分析的實用簡易計算
第3章  確保模擬質量的基本事項
  3.1  CFD模擬質量的保證
  3.2  幾何模型的前處理
    3.2.1  設置對稱邊界條件
    3.2.2  計算區域設置和流出邊界條件
    3.2.3  考慮輻射傳熱
    3.2.4  形狀和條件的簡化和網格的設計
  3.3  網格的處理與質量檢查
    3.3.1  網格數
    3.3.2  網格分佈
    3.3.3  網格形狀
    3.3.4  其他
  3.4  湍流模型的選擇
    3.4.1  湍流模型
    3.4.2  壁面函數
  3.5  合適的計算方案
    3.5.1  室內氣流計算實例
    3.5.2  通風氣流計算實例

  3.6  計算完成的判定條件
    3.6.1  殘差判定等級
    3.6.2  變數值的監控
    3.6.3  鬆弛因子
  3.7  人為錯誤的預防
    3.7.1  誤認錯誤
    3.7.2  輸入錯誤
    3.7.3  減少人為錯誤和加強早期檢測
第4章  建築環境學中的CFD模擬實例
  4.1  幾何模型創建
    4.1.1  啟動Workbench
    4.1.2  繪製模型
    4.1.3  定義邊界
  4.2  網格劃分
    4.2.1  啟動Fluent Meshing
    4.2.2  創建網格
  4.3  夏季強制對流供冷與太陽輻射模擬
    4.3.1  啟動Fluent
    4.3.2  模型的設置
    4.3.3  設置材料
    4.3.4  邊界條件設置
    4.3.5  求解過程的設置
    4.3.6  加入輻射計算模型
    4.3.7  計算結果展示
  4.4  自然對流案例模擬
    4.4.1  啟動Fluent
    4.4.2  模型的設置
    4.4.3  設置材料
    4.4.4  邊界條件設置
    4.4.5  求解過程的設置
    4.4.6  計算結果展示
  4.5  汽車玻璃除霜計算
    4.5.1  啟動Fluent
    4.5.2  模型設置
    4.5.3  材料屬性設置
    4.5.4  計算域屬性設置
    4.5.5  邊界條件設置
    4.5.6  方法設置
    4.5.7  求解方程設置
    4.5.8  初始化
    4.5.9  迭代參數設置
    4.5.10  常規參數設置
    4.5.11  讀取Profile文件
    4.5.12  邊界條件設置
    4.5.13  求解方程設置
    4.5.14  自動保存設置
    4.5.15  計算參數設置
    4.5.16  計算結果
  4.6  廚房污染物擴散模擬
    4.6.1  啟動Fluent並讀取網格

    4.6.2  模型設置
    4.6.3  材料屬性設置
    4.6.4  邊界條件設置
    4.6.5  方法設置
    4.6.6  求解方程設置
    4.6.7  初始化
    4.6.8  自動保存設置
    4.6.9  油煙機關閉的迭代參數設置
    4.6.10  油煙機關閉的計算結果
    4.6.11  油煙機開啟的邊界條件設置
    4.6.12  油煙機開啟的迭代參數設置
    4.6.13  油煙機開啟的計算結果
  4.7  建築物外流場計算
    4.7.1  啟動Workbench
    4.7.2  繪製模型
    4.7.3  創建網格
    4.7.4  模型求解過程設置
    4.7.5  求解及查看結果
  4.8  換熱器的計算
    4.8.1  啟動Fluent並讀取網格
    4.8.2  縮放網格
    4.8.3  模型設置
    4.8.4  邊界條件設置
    4.8.5  方法設置
    4.8.6  初始化
    4.8.7  計算
    4.8.8  后處理
    4.8.9  修改模型
第5章  CFD計算結果后處理
  5.1  常用的CFD后處理軟體
  5.2  CFD-Post后處理操作方法
    5.2.1  CFD-Post軟體工作界面
    5.2.2  CFD-Post的菜單項
    5.2.3  工具欄按鈕
    5.2.4  CFD-Post計算后處理步驟
    5.2.5  CFD-Post的啟動方式
  5.3  CFD-Post后處理功能
    5.3.1  常用后處理位置的創建方法
    5.3.2  常用后處理對象的生成
    5.3.3  數據操作
    5.3.4  其他工具
第6章  CFD在建築環境領域的前沿問題與發展方向
  6.1  需求牽引與問題邊界
  6.2  關鍵物理與數值難題
    6.2.1  湍流與近壁面：低速浮力與複雜邊界的組合難題
    6.2.2  末端構件與源項表徵：工程細節決定指標可信度
    6.2.3  多物理耦合：輻射、濕、顆粒與化學過程的可控化表達
  6.3  數據與實驗：從對照驗證到不確定性表達
  6.4  數據驅動與混合建模
    6.4.1  數據驅動的三種方式

    6.4.2  混合模型的邊界與風險
  6.5  CFD的未來角色
    6.5.1  方案論證、風險評估與規範支撐
    6.5.2  代理模型、降階與控制
  6.6  展望：面向可用、可信與可推廣的研究路線
參考文獻

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