اصلاح و کاربرد روش ناحیه‌ای با قانون توانی برای پیش‌بینی میدان جریان توسعه‌یافته درون فضایی با مقیاس واقعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

بررسی جریان توسعه‌یافته درون فضاهای با مقیاس واقعی از اهمیت خاصی برخوردار است و به کمک آن می‌توان در خصوص پخش ذرات آلاینده و نیز توزیع دما اظهار‌نظر نمود. در تحقیق‌حاضر معادلاتی مشابه با گذر جریان یک بعدی از درون یک روزنه که به نام روش‌توانی ناحیه‌ای شناخته می‌شود برای بررسی الگوی جریان در درون یک اتاقک استفاده شد. این معادله به همراه معادله بقای جرم برای سلولهای تعریف‌شده درون دامنه مورد نظر با یک روش تکراری و عددی ابتکاری حل شده و نتایج بصورت توزیع سرعت بدست آورده شد. دامنه دوبعدی مورد مطالعه دارای ارتفاع 1 متر و طول های 5/0 و 5/1 متر بود که در آن دریچه‌های ورود و خروج هوا در موقعیت‌های متفاوتی لحاظ شدند. به منظور ایجاد مطابقت بهتر با نتایج تجربی، از ضرایب افت متغیر مابین سلولها استفاده گردید و نشان داده شد که در این صورت می‍توان در نتایج بدست آمده اصلاحات قابل توجهی ایجاد نمود. با وجود اصلاحات ایجاد شده در توزیع سرعت، وجود جریانهای چرخشی و برگشتی با استفاده از روش استفاده شده حتی با ضرایب متغیرقابل پیش‍بینی نبود.     

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Boukhris Y., Gharbi L., Ghrab-Morcos N., Simulating Air Flow with a Zonal Model for Natural Convection. International Journal of Ventilation, Vol. 7, No. 3, pp. 207-219, 2008.
  • افضلیان م. و ذوالفقاری س. ع.، تأثیرجانمایی دریچه های ورود هوا بر عملکرد سیستم تهویه جابجایی بر اساس شرایط آسایش گرمایی، کیفیت هوای داخل و مصرف انرژی در یک مکان پرجمعیت. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 49، ش. 1، ص 30-21، 1398.
  • Megri A. C., Haghighat F., Zonal Modeling for Simulating Indoor Environment of Buildings: Review, Recent Developments, and Applications. HVAC&R Research, Vol. 13, No. 6, pp. 887-905, 2007.
  • Yu Y., Megri A. C., Jiang S., A review of the development of airflow models used in building load calculation and energy simulation. Building simulation, Vol. 12, pp. 347-363, 2019.
  • Lin Y., POMA-A Zonal Model for Airflow and Temperature Distribution Analysis, MSc. Thesis, Concordia University, 1999.
  • Musy M., Wurtz E., Winkelmann F., Allard F., Generation of a zonal model to simulate natural convection in a room with a radiative/convective heater., Building and Environment, Vol. 36, No. 5, pp. 589–596, 2001.
  • Gharbi L., Ghrab-Morcos N., Roux J. J., ZAER: A Zonal Model for Heat Transfer and Air Flow in Unconditioned Buildings. - An Experimental Validation. International Journal of Ventilation, Vol. 3, No. 1, pp. 11-20, 2004.
  • Lu Y., Dong J., Wang Z., Wang Y., Wu Q., Wang L., Liu J., Evaluation of stack ventilation in a large space using zonal simulation and a reduced-scale model experiment with particle image velocimetry.  Journal of Building Engineering, Vol. 34, 101958, 2021.
  • Nielsen J., The influence of office furniture on the air movements in a mixing ventilation room, Ph.D Thesis, Aalborg University, Denmark, 1998.
  • Mora L., Gadgil A. J., Wurtz E., Comparing zonal and CFD model predictions of isothermal indoor airflows to experimental data. Indoor Air. Vol. 13, pp. 77-85, 2003.
  • Yu Y., Megri A. C., A novel pressurized zonal model using the momentum equation. American Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 7, No. 1, pp. 77-87, 2014.
  • Mendonça K. C., Abadie M. O., Blondeau P., MODELING PARTICLE DISTRIBUTION USING THE ZONAL APPROACH. In 10th International Conference on Industrial ventilation, Paris, 2012.as
  • Norrefeldt V., Grun G., Sedlbauer K., VEPZO – Velocity propagating zonal model for the estimation of the airflow pattern and temperature distribution in a confined space. Building and Environmet, Vol. 48, pp. 183-194, 2012.
  • Yu Y., Megri A. C., New calibrated zonal model (POMA‏) for temperature and airflow predictions. Building and Environment, Vol. 94, pp. 109-121, 2015.
  • Yamasawa H., Kobayashi T., Yamanaka T., Choi N., Cehlin M., Ameen A., Prediction of thermal and contaminant environment in a room with impinging jet ventilation system by zonal model. Building and Environment, Vol. 221, p. 109298, 2022.
  • Hu H., Wang H., Zou Z., Zhu Z., Investigation of inter-zonal heat transfer in large space buildings based on similarity: Comparison of two stratified air-conditioning systems, Energy and Buildings, Vol. 254, p. 111602, 2022.
  • Jiro T. E., A New Generation of Zonal models: Development, Verification and Application, Ph.D Thesis, Concordia University, Canada, 2006.
  • Mora L., Gadgil A. J., Wurtz E., Comparing zonal and CFD model predictions of isothermal indoor airflows to experimental data. Indoor Air, Vol. 13, pp. 77-85, 2003.

 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار