آموزش شبیه­ سازی جریان باد درون بادگیر

آموزش شبیه­ سازی جریان باد درون بادگیرANM-04304302


با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان باد درون بادگیر با نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه­ سازی جریان باد درون بادگیر

مقدمه‌­ای بر عملکرد بادگیرها

بادگیرها برج‌­هایی برای تهویه و خنک‌­کاری فضای داخلی ساختمان­‌ها می­‌باشند که در بالای بام ساختمان­‌ها قرار می­‌گیرند. معمولاً این بادگیرها دارای ارتفاع بلندی می‌­باشند و به صورت یک­ طرفه، چهار طرفه و هشت طرفه ساخته می­‌شوند. عملکرد بادگیرها بدین صورت است که باد مطلوب را از هوای بیرون گرفته و آن را به سمت فضای داخلی ساختمان هدایت می‌­کنند. البته گاهی اوقات در فضای داخلی ساختما‌‌ن­‌ها، حوضچه‌­های مخصوصی قرار می­دهند که جریان باد از روی آن عبور کرده و با انجام عمل تبخیر برودتی خنک­‌تر می­‌شود و درنتیجه باد مرطوب و خنک تولید می­‌شود. به طور کلی طرز کار بادگیرها می­‌تواند بر مبنای دو اصل شامل عمل بر اساس اصل کشش دهانه‌­های رو به باد و مکش دهانه‌­های پشت به باد یا عمل بر اساس اختلاف دما انجام بگیرد. در دیدگاه اول، از وزش جریان باد برای کشاندن هوای تمیز و خنک به فضای داخلی ساختمان و از مکش آن برای راندن هوای آلوده و گرم داخل ساختمان به محیط بیرون استفاده می‌­شود؛ بدین صورت که وقتی جریان باد به بدنه­‌ای در قسمت بالای برج بادگیر برخورد می‌­کند، جریان باد در ناحیه­‌ی مقابل جهت وزش جریان باد تراکم می‌­یابد و فشار آن افزایش پیدا می‌­کند و بر اثر گرانش به سمت پایین و فضای داخلی ساختمان جریان می­‌یابد؛ در حالی که در سمت دیگر داخل بادگیر یعنی ناحیه­‌ی پشت این بدنه که با جریان باد مستقیم برخورد ندارد، دارای فشاری کمتر از فشار ناحیه‌­ی روبه‌­روی جریان باد می­‌شود و درنتیجه مکشی از جریان هوای داخل ساختمان رو به بالا و به سمت بیرون ساختمان ایجاد می­‌شود. در حالی که دیدگاه دوم برای عملکرد بادگیر در زمانی که وزش باد محسوسی وجود نداشته باشد، قابل توجه می‌­شود. بدین صورت که در روز، بخشی از بادگیر که در معرض تابش اشعه­‌های خورشیدی می‌­باشد، موجب گرم شدن هوای داخل آن و در نتیجه حرکت رو به بالای آن می­‌شود که این حرکت موجب ایجاد  خلاء نسبی و درنتیجه کشاندن هوای سرد به داخل بادگیر از سمت دیگر بادگیر برای جبران آن هوای گرم می­‌شود. در حالی که در شب، هوای درون فضای داخلی ساختمان در اثر تماس با دیواره‌­های دارای حرات ذخیره شده در خود، تماس یافته و گرم می­‌شود و به دلیل سبکی به سمت بالا حرکت می‌­کند و از طرفی دیگر، جریان هوای سرد محیط بیرون به دلیل سنگینی به فضای داخلی ساختمان کشیده می­‌شود.

 

شرح مسأله

مسأله­‌ی حاضر به شبیه­‌سازی جریان هوا و تهویه درون فضای داخلی یک بادگیر پرداخته است. این بادگیر از نوع هشت وجهی بوده و دارای ساختمان نسبتاً ساده‌­ای می­‌باشد. این بادگیر متشکل از ستونی برای کشیدن رو به پایین هوای بیرون به داخل و یا مکش رو به بالای هوای داخل به بیرون، یک فضای اتاق مخصوص گردش هوای تهویه شده درون آن، و یک دیواره مخصوص فضای دور ساختمان این بادگیر می‌­باشد و این مجموعه­‌ی بادگیر در یک فضای بزرگ مخصوص جریان هوای آزاد قرار گرفته است. جریان باد در راستای افقی و با سرعت 10 متربرثانیه رو به سمت ساختمان بادگیر حرکت می‌­کند. همچنین فشار مدل برابر فشار اتمسفر می­‌باشد. در فضای داخلی بالای بادگیر، سطوحی به عنوان موانع به گونه­‌ای طراحی شده است که بعضی از ورودی‌­های بادگیر در معرض مستقیم جریان باد قرار می‌­گیرند و بعضی از ورودی‌­های بادگیر پشت به جریان باد قرار می‌­گیرند؛ بدین ترتیب درون بادگیر یک خاصیت کششی و مکشی در دو سمت ستون بادگیر ایجاد می­‌شود و این گونه موجب گردش جریان هوا درون فضای داخلی اتاق پایین بادگیر می­‌شود. هدف از مسأله‌­ی حاضر نیز بررسی جریان هوای ورودی به ساختمان بادگیر و گردش جریان هوا درون آن می­‌باشد.

 

گام 1) ترسیم هندسه و شبکه­‌بندی

مدل حاضر به صورت سه ­بعدی و با استفاده از نرم‌­افزار design modeler طراحی شده است. بخش پایینی این بادگیر، اتاقی به شکل هشت ضلعی با ضلع­‌هایی به طول 2 متر  و ارتفاع 2 متر بوده و دارای یک برجی با ارتفاعی به طول 8 متر می‌­باشد. هشت منفذ مستطیلی به عنوان ورودی در ناحیه­‌ی بالای برج بادگیر و هشت منفذ به عنوان خروجی در اتاق پایین بادگیر قرار گرفته است. یک دیوار مستطیلی شکل دورتادور این ساختمان بادگیر ترسیم شده است. همچنین یک ناحیه­‌ی بزرگ مخصوص جریان باد در فضای آزاد محیط حول این مجموعه­‌ی بادگیر رسم شده است. شکل زیر نمایی از هندسه‌­ی ترسیمی را نشان می­‌دهد.

 

شبکه‌­بندی مدل با استفاده از نرم‌­افزار ansys meshing و به صورت بدون سازمان انجام گرفته است. در این شبکه­‌بندی، تعداد سلول­‌های تولیدی برابر 2332185 می­باشد و دقت سلول­‌ها در نواحی مجاور دیواره‌­های بادگیر بالاتر می­‌باشد. شکل زیر نمایی از شبکه­‌بندی را نشان می­‌دهد.

 

 

گام 2) مراحل شبیه­‌سازی

برای شبیه­‌سازی مسأله‌­ی حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است:

  • شبیه­‌سازی مسأله از نظر زمانی به صورت پایا (steady) صورت گرفته است؛ یعنی ترم زمانی در حل مسأله لحاظ نشده است.
  • شبیه­‌سازی بر اساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) انجام گرفته است.
  • شبیه‌­سازی فقط به بررسی رفتار سیالاتی پرداخته است و به تحلیل انرژی و انتقال حرارت نپرداخته است.
  • اثر گرانش زمین بر روی جریان سیال معادل 9.81 متربرمجذورثانیه در راستای محور y رو به پایین در نظر گرفته شده است.

 

خلاصه‌­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است :

 

 

گام 3) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتور­های سه ­بعدی و دو بعدی مربوط به فشار و سرعت جریان هوا، خطوط جریان و بردارهای سرعت حاصل شده است. کانتورهای دو بعدی در مقاطع xoy و yoz و در صفحات عبوری از مرکز ساختمان بادگیر به دست آمده‌­اند. لازم به ذکر است که مقاطع ترسیمی yoz نشان دهنده­‌ی فضای پشت موانع داخل بادگیر می‌­باشند و در معرض وزش مستقیم باد قرار نمی‌­گیرند؛ از این­رو، جهت بردارهای سرعت متفاوت خواهد بود.

 

کانتور سه بعدی فشار

 

کانتور سه بعدی سرعت

 

بردارهای سرعت سه بعدی

 

کانتور دو بعدی فشار در مقطع XY

 

کانتور دو بعدی سرعت در مقطع XY

 

بردار سرعت دو بعدی در مقطع XY

 

خطوط جریان دو بعدی در مقطع XY

مشخصات فنی : ANM-04304302

نرم افزار جانبی

Ansys Design Modeler, Ansys Meshing, Gambit

رژیم های سیالاتی

جریان های تک فازی و غیر واکنشی

رشته ها

معماری, مکانیک

نرم افزار اصلی

Fluent

ورژن نرم افزار اصلی

Ansys Fluent 18

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “آموزش شبیه­ سازی جریان باد درون بادگیر”

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها
you tube
logo-samandehi