人类80-90%的时间都在室内环境中度过，这凸显了创造舒适健康室内空间的重要性。确定空气分布的方法对建筑物的热环境、室内空气质量及声学条件有着深远影响，直接影响居住者的健康、舒适度和工作效率[1]。空气终端在VAC传输和分配网络中起着决定设备压力和功率选择的关键作用，因为它是室内环境的起点[2]。因此，能够准确高效地计算各种建筑VAC传输和分配系统中局部组件的阻力对于实现碳峰和碳中和目标至关重要，这是建筑公司面临的紧迫环境挑战[3]。然而，在当前的建筑实践中，供暖、制冷、通风和声学系统通常由不同的专业团队分别设计。这种分段式方法可能导致能源性能不佳，并由于不同系统之间的整合程度不足而产生噪音等问题[4]。
HVAC系统在维持舒适室内环境方面起着关键作用，但其运行伴随着大量的能源消耗和噪音排放。全球约50%的建筑物能源使用量由HVAC系统消耗，发达国家这一比例高达10-20%[5,6]。在中国，建筑物总能耗的20%-40%归因于风扇的功耗，这是由于VAC管道的阻力造成的[7]。目前的通风率计算方法（如ASHRAE 62.1[8]）往往高估了室外空气需求，导致不必要的能源浪费。此外，补充方法（如ASHRAE 129[9]）受到房间几何形状和扩散器性能的强烈影响。除了能源问题外，管道内机械振动和湍流产生的低频噪音也对居住者的健康和工作效率产生不利影响。特别值得注意的是，局部组件引起的湍流常常被忽视，它不仅增加了气流阻力，还加剧了宽带噪声的产生和传播[10,11]。因此，研究在相邻干扰条件下空气终端设备的气流和阻力特性对于从节能和噪音控制的角度优化HVAC系统的性能至关重要。
传统的VAC传输和分配系统流体计算方法是对管道的每个部分进行理想化假设，然后将阻力叠加在其上[12]。尽管这种假设简化了流动分析和计算过程，但它忽略了实际流动的一些细节，并忽略了入口效应或已发展流动区域对流动的影响[13],[14],[15]。一项关于管道传输和VAC系统分布的研究发现，每个组件的工作条件都基于对其实际工作条件的分析而有所不同。考虑到与经济气流速度和噪音相关的因素[16,17]，它们的雷诺数（Re）范围可能在0.5×10^5到3.2×10^5之间。这一Re数值范围明显低于通常认为的完全发展流动状态所需的Re数值上限[18,19]。在整个工程周期中，这些误差会累积，最终导致管道阻力和局部阻力的设计值与预期值之间存在显著偏差，并且传输和分配系统内的流体平衡也会丧失[20]。为了产生完全发展的流动，传输和分配系统所需的管道长度通常是管道直径的30-50倍[21,22]。对于液压直径约为1米的管道，其长度约为30-50米[23]。传输和分配系统中的局部组件之间存在密切关系，从而产生相邻效应[14,19]。在非圆形横截面的直通道中表现出横向平均特性的流动通常被称为二次流动，它以复杂的方式与轴向平均流动和湍流结构相互作用[24,25]。陈等人[26]和孙等人[27]使用实验和数值模拟方法分析了Z形组合矩形90°弯头的相邻影响规律。李等人[28]对弯曲管道和T形管的紧密耦合进行了数值研究。郭等人[29]提出了一种基于管道上下游局部组件影响计算VAC管道系统阻力的截断方法。如图1所示，弯头与上游管道中的流体流动压力变化之间只有大约一个D_h的距离，而下游管道受到更大的影响。为了使下游管道不受局部组件的影响并从上游干扰中恢复，下游部分必须流入长度约为25-40D_h的管道中，这在实际操作中很难实现。
空气供应终端通常位于建筑分配系统中局部组件的下游，在室内通风中起着关键作用。这类终端通常设计为利用科安达效应（Coand? effect）来减少周围空气的吸入，从而保持供应气流的动量，以实现更远的射程和更慢的中心线速度衰减过程[31]。在选择和设计供应终端时，必须考虑多个因素，因为它们对通风性能至关重要。许多研究集中在优化终端结构及其热性能和空气动力学性能上[32,33]，例如Aziz等人[34]进行的实验和数值工作，他们系统地比较了涡流、圆形和方形天花板扩散器下的速度衰减系数。Amai等人[35]、Nastase等人[36]和Pan等人[37]的研究专注于优化终端几何形状以提高性能，而局部组件与供应终端之间的耦合特性则受到的关注相对较少。
此外，除了满足通风和能源效率要求外，终端选择过程还应与整体建筑设计相协调，如图2所示。为了解决多个变量之间的复杂相互作用，Kacan等人[38]、Alizadeh等人[39]和Halashi等人[40]的研究采用了CCD等方法来建立捕捉系统级行为的响应面模型。基于这种方法，本研究采用CCD和响应面方法开发了一个在AICs条件下方形扩散器外部气流的交互模型，旨在研究终端连接到弯头时产生的参数交互作用。构建了一个全尺寸实验台来验证计算流体动力学（CFD）模拟结果。进一步分析了典型AICs条件下供应终端的出风特性和阻力机制，阐明了相邻干扰对流动阻力和噪声生成特性的影响。基于这些发现，本研究提出了一种计算AICs条件下方形扩散器压力损失的方法，并为工程应用提供了实用的终端安装指导，从而支持合理的阻力计算和建筑空气分配系统的优化设计。
