شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی آلودگی انتشاریافته از یک منبع گازی درون فضای داخل با اعمال مدل ناحیه‌ای فشار

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز

2 کارشناس‌ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز

چکیده

شبیه‌سازی توزیع انتشار آلودگی در فضاهای داخل، معمولاً با استفاده از روش‌های بسیار زمان‌بر و پرهزینه دینامیک سیالات محاسباتی ‏انجام می‌گردد. در مقاله حاضر به منظور دست‌یابی به روشی با دقت مناسب و سرعت بالا، جهت شبیه‌سازی سه‌بعدی انتشار آلودگی بر ‏اثر وجود منبع آلودگی گازی در اتاق، روش ناحیه‌ای نسخه فشار توسعه داده شده‌است. به منظور نشان دادن قابلیت روش توسعه داده ‏شده، دو مسأله انتشار آلودگی مورد بررسی قرار گرفته شده‌است. در مساله اول که برای اعتبارسنجی نتایج این تحقیق می‌باشد، ‏شبیه‌سازی انتشار آلودگی به واسطه ورود هوای آلوده به یک اتاق با ابعاد 5/2×4×3 متر از طریق دریچه تهویه‌مطبوع تعبیه شده روی دیوار ‏و نزدیک به سقف انجام شده و نتایج آن با داده‌های آزمایشگاهی و نتایج حل عددی معادلات ناویراستوکس مقایسه شده‌است. نتایج نشان ‏می‌دهند که درصد خطای متوسط حل ناحیه‌ای نسبت به داده‌های تجربی برابر با 8/26 و نسبت به حل عددی معادلات ناویراستوکس ‏برابر با ۱۰ است. در ادامه، با در نظر گرفتن دو نوع منبع آلودگی گازی ثابت و لحظه‌ای در یک اتاق با ابعاد 3×4×3 متر، توزیع آلودگی در ‏محیط داخل مورد بررسی قرار گرفته‌است. با مشاهده نتایج حاصل از این تحقیق، می‌توان نتیجه گرفت که این روش، نتایج قابل قبولی را ‏در زمان بسیار کمتری نسبت به روش‌های آزمایشگاهی و حل عددی معادلات ناویراستوکس به‌دست می‌دهد. در نتیجه این روش می‌تواند ‏در بررسی مسائل زیست محیطی زمان‌بر، کارآمد باشد.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Lebran J, Ngendakumana Ph (1987) Air circulation induced by heating emitters and corresponding heat exchanger along the wall: test-room results and modeling. Proceedings of Roomvent 87, Stockholm, Sweden, Session 2a, Paper 6.

[2] Inard C, Buty B (1991) Simulation and thermal coupling between a radiator and a room with zonal models. Proceedings of Building Simulation France 113-17.

[3] Bouia H (1993) Modelisation simplifiee d' ecoulements de convection mixte interne: application aux echanges thermo-aerauliques dans les locaux. Ph.D. Thesis, University of Poitiers France.

[4] Wurtz E. (1999) Modelisation tridimensionnelle des transfert thermiques et aerauliques dans le batiment en environnement oriennte objet. Ph.D. Thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chausses France.

[5] Haghighat F, Lin Y, Mergy AC (2001) Development and validation of a zonal model- POMA. Build Environ 36(9): 1039-1047.

[6] Khan JA, Feigley CE, Lee E, Ahmed MR, Tamanna S (2006) Effects of inlet and exhaust locations and emitted gas density on indoor air contaminant concentration. Build Environ 41: 851-863.

[7] Ma X, Shao X, Li X, Lin Y (2012) An analytical expression for transient distribution of passive contaminant under steady flow field. Build Environ 52: 98-105.

[8] Mergi AC, Haghighat F (2007) Zonal modeling for simulation indoor environment of buildings: review, recent developments and applications. HVAC&R Research 13(6): 887-905.

[9] Huang H, Haghighat F (2005) An integrated zonal model for predicting indoor airflow, temperature and VOC distributions. ASHRAE Trans 111(1): 601-611.

[10] Wang I, Chen Q (2007) Theoretical and numerical studies of coupling multizone and CFD models for building air distribution simulations. Indoor Air 17(5): 348-361.

[11] Wurtz E, Mora L, Inard C (2006) An equation-based simulation environment to investigate fast building simulation. Build Environ 41:1571-1583.

[12] Daoud A, Galanis N (2008) Predidtion of airflow patterns in a ventilated enclosure with zonal methods. Appl Energ 85:439-448.

[13] Musy M, Winkelmann F, Wurtz E, Sergent A (2002) Automatically generated zonal models for building air flow simulation: principles and applications. Build Environ 37: 873-881.

[14] Musy M, Wurtz E, Winkelmann F, Allard F (2001) Generation of a zonal model to simulate natural convectionin a room with a radiative, convective heater. Build Environ 36: 589-596.