三維條件下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算軟件的研究與實(shí)現(xiàn)開(kāi)題報(bào)告

三維條件下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算軟件的研究與實(shí)現(xiàn)開(kāi)題報(bào)告一、選題的背景和意義1.1選題的背景隨著工業(yè)程度和人口數(shù)量增加，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量越來(lái)越受到人們的關(guān)注。室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量包括空氣品質(zhì)和熱舒適度。在室內(nèi)環(huán)境中，空氣質(zhì)量不僅與人們的生活品質(zhì)和身體健康相關(guān)，同時(shí)也對(duì)于企業(yè)及工作場(chǎng)所的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)效率產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。為實(shí)現(xiàn)舒適、健康、高效的室內(nèi)氣候，減少室內(nèi)空氣污染，提高室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)及生產(chǎn)效率，在高耗能的空調(diào)與采暖設(shè)備之外，通風(fēng)系統(tǒng)也是保障室內(nèi)環(huán)境的重要手段之一。所以，掌握通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析方法，對(duì)于提高室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)及生產(chǎn)效率具有重要意義。1.2選題的意義本項(xiàng)目旨在研究三維條件下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算軟件的編寫(xiě)和實(shí)現(xiàn)，包括基于有限元的流場(chǎng)模擬方法、算法設(shè)計(jì)及軟件開(kāi)發(fā)等。在通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)管管道及其周?chē)h(huán)境可以形成三維導(dǎo)流場(chǎng)，利用有限元方法對(duì)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的空氣導(dǎo)流、傳熱、湍流等流場(chǎng)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值模擬和輔助設(shè)計(jì)，可以有效優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)效率、降低系統(tǒng)能量消耗、提高系統(tǒng)控制精度、提高通風(fēng)系統(tǒng)的效率，適用于工業(yè)、商業(yè)及住宅等場(chǎng)所。二、主要內(nèi)容和研究方法2.1主要內(nèi)容本項(xiàng)目的主要內(nèi)容包括：（1）建立三維風(fēng)管模型，研究不同風(fēng)管結(jié)構(gòu)對(duì)導(dǎo)流場(chǎng)的影響；（2）采用有限元方法求解顆粒物、氣體在三維風(fēng)管內(nèi)的流動(dòng)分布情況，預(yù)測(cè)顆粒物和氣體運(yùn)動(dòng)特性；（3）對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)分析，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；（4）基于開(kāi)源平臺(tái)開(kāi)發(fā)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，提供可視化的分析結(jié)果，便于教學(xué)與工程應(yīng)用。2.2研究方法本項(xiàng)目主要采用有限元方法、顆粒物追蹤技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行研究。具體包括：（1）建立三維風(fēng)管模型，采用有限元方法計(jì)算風(fēng)管內(nèi)流場(chǎng)的細(xì)節(jié)信息；（2）使用數(shù)值方法對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)中的復(fù)雜流動(dòng)、傳熱、湍流等問(wèn)題進(jìn)行求解；（3）項(xiàng)目開(kāi)發(fā)基于開(kāi)源平臺(tái)，采用C++/Python開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，采用OpenGL/Qt開(kāi)發(fā)框架，實(shí)現(xiàn)三維模型可視化和數(shù)據(jù)處理功能。三、預(yù)期成果和創(chuàng)新點(diǎn)3.1預(yù)期成果本項(xiàng)目的預(yù)期成果包括：（1）增強(qiáng)型的三維通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的實(shí)現(xiàn)和可視化；（2）三維風(fēng)管模型的建立和分析；（3）通風(fēng)系統(tǒng)中顆粒物和氣體的分布情況的預(yù)測(cè)；（4）通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化和比較分析。3.2創(chuàng)新點(diǎn)本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)主要有：（1）基于有限元和顆粒物追蹤技術(shù)的三維風(fēng)管模型建立，通過(guò)數(shù)值計(jì)算和可視化技術(shù)提高通風(fēng)系統(tǒng)的精度和效率；（2）采用開(kāi)源技術(shù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)屬于自身的三維通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，免費(fèi)、靈活和開(kāi)放的特點(diǎn)推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。四、進(jìn)度安排和預(yù)期目標(biāo)4.1進(jìn)度安排本項(xiàng)目的進(jìn)度分為以下幾個(gè)階段：（1）研究現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)的調(diào)研和了解，包括三維計(jì)算仿真、顆粒物追蹤、通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制；（2）建立三維風(fēng)管模型，研究通風(fēng)系統(tǒng)中流動(dòng)、傳熱及顆粒物分布情況等問(wèn)題；（3）研究計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行分析和優(yōu)化；（4）開(kāi)發(fā)三維通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件；（5）對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試、完善和持續(xù)優(yōu)化。4.2預(yù)期目標(biāo)本項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)三維條件下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)、實(shí)現(xiàn)