شبیه‌سازی CFD گرمایش ساختمان (Building Heating CFD Simulation)

شبیه‌سازی CFD گرمایش ساختمان (Building Heating CFD Simulation) در طی دوره آموزشی استفاده از نرم افزار Fluent برای شبیه سازی گرمایش و سرمایش ساختمان انجام شده است. مهمترین اهداف این شبیه سازی عبارتند از:

آموزش فراخوانی مدل‌های هندسی پیچیده و ساده سازی آن جهت استفاده در نرم افزارهای CFD
بررسی مشکلات عمده موجود در فراخوانی فایلهای هندسی نرم افزارهای مدلسازی هندسی در تطابق با نرم افزارهای تولید شبکه و شبیه سازی جریان
آموزش تولید شبکه بی‌سازمان در نواحی پیوستگی سیال و همچنین در جداره دیواره‌ها
آموزش حل میدان جریان آشفته همراه با انتقال حرارت به صورتهای هدایت، همرفت و تشعشع
آموزش شبیه سازی انتقال حرارت بین دیوارها و فضای اتاق
اموزش شبیه سازی انتقال حرارت به روش تشعشع با استفاده از مدل P-1
آموزش ارائه نتایج نتایج مناسب بصورت کانتور، نمودار، مقادیر میانگین و …

نرم افزار‌های مورد استفاده

در این شبیه سازی از نرم افزارهای زیر استفاده شده است:

ساده سازی مدل و تولید دامنه محاسباتی در ماژول Design Modeler در محیط Ansys Workbench
تولید شبکه بی سازمان در جدار دیوارها و فضای اتاق با ماژول Ansys Mesh در محیط Ansys Workbench
حل مسئله در نرم افزار Fluent
بررسی اضافه نمودن مدل تشعشع P-1 در شبیه سازی گرمایش اتاق
نمایش نتایج در نرم افزار Fluent و همچنین ماژول Ansys Results در محیط در محیط Ansys Workbench

روش انجام کار

ابتدا مدل در یک نرم افزار مدلسازی هندسی تولید و فایل مناسب برای استفاده در نرم افزار Design Modeler تولید شد. سپس با فراخوانی فایل در Design Modeler و بررسی هندسی مدل عناوین مرزها با استفاده از دستور Name Selection تعریف گردید. در مرحله سوم این مدل در نرم افزار Ansys Mesh شبکه بندی گشته و به نرم افزار Fluent انتقال یافت. در نرم افزار Fluent جریان آشفته با استفاده از مدل اشفتگی K-E Realizable همراه با انتقال حرارت جابجایی شبیه سازی شد. بررسی شرایط مرزی آدیاباتیک، کانوکشن و دما ثابت، اثرات محل قرار گیری رادیاتورها در گرمایش اتاق و همچنین اثر مدل تشعشع P-1 در کیفیت و کمیت انتقال حرارت داخل ساختمان مهمترین مباحث دوره آموزشی بود که بصورت گام به گام صورت گرفت.

پس از حل نهایی جریان، نتایج با استفاده از ماژول پس پردازش (Post Proccessing) نرم افزار Fluent و همچنین ماژول Ansys Results در محیط Workbench استخراج گردید. لازم به توضیح است که نمایش نتایج در ماژول پس پردازش Fluent بسیار جامع تر و در عوض در ماژول Ansys Results بسیار چشم نوازتر است!

بخشی از نتایج گرافیکی یکی از مثالهای نمونه در شکل‌های زیر نشان داده شده است. برای دیدن تصاویر با ابعاد اصلی ابتدا کلید سمت راست ماوس را بزنی د و بعد گزینه Open image in new tab را انتخاب کنید.