تحلیل جریان هوا و آسایش حرارتی با استفاده از CFD در نرمافزار Design Builder
افزایش مصرف انرژی در بخش ساختمان و پیامدهای زیستمحیطی ناشی از آن، در سالهای اخیر توجه ویژهای را به بهینهسازی عملکرد ساختمانها معطوف کرده است. ساختمانها سهم قابلتوجهی از مصرف انرژی را به خود اختصاص میدهند و نحوهی طراحی، بهرهبرداری و عملکرد سیستمهای تهویه و حرارتی نقش مهمی در میزان مصرف انرژی و شرایط آسایش ساکنان دارد. ازاینرو، بررسی جریان هوا، توزیع دما و شرایط حرارتی فضاهای داخلی و پیرامونی ساختمانها به یکی از موضوعات مهم در مهندسی ساختمان تبدیل شده است.
در این میان، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بهعنوان ابزاری کارآمد، امکان شبیهسازی و تحلیل دقیق جریان هوا و انتقال حرارت را فراهم میسازد. استفاده از CFD این امکان را ایجاد میکند که رفتار جریان هوا در داخل و اطراف ساختمان، عملکرد دهانههای دمش و مکش و تأثیر آنها بر آسایش حرارتی و کیفیت هوای داخل بهصورت عددی مورد ارزیابی قرار گیرد.
این کتاب با تکیه بر تحلیلهای CFD و بهرهگیری از نرمافزار DesignBuilder، به بررسی جریان هوا و ارزیابی آسایش حرارتی در ساختمانها میپردازد. تلاش شده است مطالب بهصورت کاربردی و با تمرکز بر فرآیند شبیهسازی، تعریف شرایط مرزی و تحلیل نتایج ارائه شود تا امکان استفاده از آن در پروژههای واقعی طراحی و پژوهشی فراهم گردد. امید است این مجموعه بتواند برای دانشجویان و مهندسان فعال در حوزه ساختمان مفید واقع شود.
فصل اول: آشنایی با نرمافزار دیزاین بیلدر و جایگاه CFD در شبیهسازی ساختمان
۱-۱ معرفی نرم افزار دیزاین بیلدر
۱-۲ ساختار سلسله مراتبی مدل ها
۱-۳ معرفی و جایگاه CFD در دیزاین بیلدر
فصل دوم: مبانی مکانیک سیالات و CFD
۲-۱ تعریف مکانیک سیالات
۲-۲ تعریف دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)
۲-۳ تاریخچه CFD
۲-۴ کاربردهای CFD در صنایع مختلف
۲-۵ کاربردهای CFD در طراحی ساختمان
فصل سوم: معادلات حاکم و اصول عددی در CFD
۳-۱ معادلات حاکم بر مکانیک سیالات
۳-۱-۱ معادله بقا جرم
۳-۱-۲ معادلات ناویراستوکس
۳-۱-۳ معادله بقا انرژی
۳-۱-۴ معادله حالت و مدلهای مکمل
۳-۲ محاسبات CFD و همگرایی
۳-۳ ماهیت تکراری فرآیند محاسباتی
فصل چهارم: آسایش حرارتی و مدلهای پیشبینی
۴-۱ مفاهیم پایه آسایش حرارتی
۴-۲ تعادل حرارتی بدن انسان
۴-۳ مبانی سایکرومتریک هوا و ارتباط آن با آسایش حرارتی
۴-۳-۱ دمای حباب خشک
۴-۳-۲ دمای حباب تر
۴-۳-۳ رطوبت نسبی
۴-۳-۴ رطوبت مخصوص
۴-۳-۵ دمای نقطه شبنم
۴-۳-۶ حجم مخصوص
۴-۳-۷ آنتالپی
۴-۴ عوامل مؤثر بر آسایش حرارتی
۴-۴-۱ دمای هوا
۴-۴-۲ دمای میانگین تابشی
۴-۴-۳ سرعت هوا
۴-۴-۴ رطوبت نسبی
۴-۴-۵ لباس
۴-۴-۶ فعالیت
۴-۵ ضرورت استفاده از شاخصهای حرارتی
۴-۶ شاخصهای حرارتی محیط
۴-۶-۱ دمای عملیاتی
۴-۶-۲ دمای مؤثر
۴-۶-۳ دمای مؤثر استاندارد
فصل پنجم: مدلهای پیشبینی آسایش حرارتی
۵-۱ مدلهای ریاضی برای پیشبینی راحتی حرارتی
۵-۲ مدل راحتی فنگر
۵-۲-۱ میانگین آرای پیشبینیشده
۵-۲-۲ درصد نارضایتی پیشبینیشده
۵-۳ مدل دوگرهای پیرس
۵-۴ مدل دوگرهای
فصل ششم: شاخصهای اقلیمی و روشهای ارزیابی حرارتی
۶-۱ نمودار بیوکلیماتیک
۶-۲ مقیاس ماهونی
۶-۲-۱ مراحل استفاده از مدل ماهونی
۶-۳ مقیاس ایوانز
۶-۳-۱ ویژگیها و مبانی نظری شاخص ایوانز
۶-۳-۲ کاربردهای معماری شاخص ایوانز
فصل هفتم: ابزارهای شبیهسازی آسایش حرارتی
۷-۱ محاسبات آسایش در CFD
۷-۱-۱ گزینههای محاسبه آسایش
۷-۲ تحلیل آسایش حرارتی در انرژی پلاس
۷-۲-۱ پیشینه مدلهای راحتی حرارتی
۷-۳ سن هوای داخل و کارایی تعویض هوا
۷-۳-۱ سن هوا
۷-۳-۲ شاخص کارایی تعویض هوا
۷-۴ تعریف کیفیت هوای داخل
۷-۴-۱ استاندارد کیفیت هوای داخل
۷-۴-۲ ضرورت کنترل کیفیت هوای داخل در ساختمانها
۷-۴-۳ اقدامات کنترلی برای محیطهای داخل ساختمان
۷-۵ تنظیمات CO₂ و آلایندههای هوای بیرون در دیزاین بیلدر
۷-۵-۱ شبیهسازی غلظت دیاکسید کربن
۷-۵-۲ شبیهسازی غلظت آلایندهها
۷-۵-۳ تولید و حذف آلایندهها
۷-۵-۴ مدلسازی تهویه کنترلشده بر اساس تقاضا
فصل هشتم: مدلسازی هندسی برای CFD
۸-۱ ایجاد هندسه مدل برای CFD
۸-۱-۱ استفاده از ابزارهای ویرایش بلوک
۸-۱-۲ وارد کردن دادههای هندسی در دیزاین بیلدر
۸-۱-۳ وارد کردن نقشههای دوبعدی (Import 2-D Drawing)
۸-۱-۴ فایلهای تصویری (Bitmap-Based)
۸-۱-۵ وارد کردن مدل سهبعدی (Import 3-D Model)
۸-۲ تنظیمات طراحی (Drawing Options)
۸-۲-۱ گزینه Building Block
۸-۲-۲ گزینه Outline Blocks
۸-۲-۳ گزینه Component Blocks
۸-۳-۱ ترسیم پارتیشن داخلی
۸-۳-۲ پارتیشنهای معلق
۸-۳-۳ پارتیشنهای استاندارد
۸-۳-۴ ترسیم انواع بازشو
۸-۳-۵ آمادهسازی مدل برای تحلیل CFD در دیزاین بیلدر
۸-۳-۶ افزودن چند ساختمان در یک سایت
۸-۴ شبکه حجم محدود و ملاحظات مدلسازی هندسی
۸-۵ ادغام خطوط شبکه
۸-۵-۱ بهبود نمایش سطوح غیرعمود
۸-۶ خروج دادههای هندسی (Exporting Geometric Data)
۸-۶-۱ خروج مدل سهبعدی به فرمت DXF
۸-۶-۲ در این بخش دو گزینه برای نوع خروجی وجود دارد
۸-۶-۳ خروج مدل به فرمت gbXML (Exporting gbXML)
فصل نهم: شرایط مرزی در تحلیل CFD
۹-۱ شرایط مرزی برای تحلیلهای داخلی CFD
۹-۱-۱ دماهای پیشفرض دیوار و پنجره
۹-۱-۲ مرزهای سطح زون
۹-۱-۳ مرزهای سطحی
۹-۱-۴ استفاده از بلوکها و اسمبلیها بهعنوان مرز CFD
۹-۱-۵ مراحل ایجاد رادیاتور
۹-۱-۶ قرار دادن رادیاتورها داخل بلوک
۹-۱-۷ تنظیمات مرز CFD برای بلوکها و اسمبلیها
فصل دهم: تحلیل CFD داخلی ساختمان
۱۰-۱ تحلیل CFD فضای داخلی ساختمان
۱۰-۲ تعریف شرایط مرزی
۱۰-۲-۱ شرایط مرزی سطح جداره
۱۰-۲-۲ شرایط مرزی پنجرهها
۱۰-۲-۳ شرایط مرزی فنها
۱۰-۲-۴ شرایط مرزی تأمین هوا
۱۰-۲-۵ شرایط مرزی خروج هوا
۱۰-۲-۶ شرایط مرزی دما
۱۰-۳ ویرایشگر شرایط مرزی CFD
۱۰-۴ شبکه بندی فضای داخل
۱۰-۴-۱ فاصله بین سلولهای شبکهبندی
۱۰-۵ ایجاد شبکه
۱۰-۵-۱ پنجره تنظیمات ایجاد شبکه
۱۰-۶ بررسی و برش شبکه
۱۰-۶-۱ نمایش نواحی ریزشبکهسازی
۱۰-۶-۲ ایجاد برش شبکه
۱۰-۷ ویرایش شبکه CFD
۱۰-۷-۱ تنظیمات موجود در این پنل به شرح زیر هستند:
۱۰-۷-۲ مختصات جدید
۱۰-۷-۳ نوع فاصلهبندی
۱۰-۸ تنظیم نقطه مانیتورینگ در سلول CFD
۱۰-۹ مشاهده شبکه
۱۰-۱۰ انجام محاسبات CFD
۱۰-۱۰-۱ تنظیمات محاسبه CFD
۱۰-۱۰-۲ الگوی گسستهسازی معادلات
۱۰-۱۰-۳ تکرارها
۱۰-۱۰-۴ همدما
۱۰-۱۰-۵ انتقال حرارت سطحی
۱۰-۱۰-۶ مانیتور سلولها
۱۰-۱۰-۷ نمایش باقیماندهها
۱۰-۱۰-۸ تنظیمات کنترل متغیرهای وابسته
۱۰-۱۱ خروجی گرفتن دادههای Slice CFD
۱۰-۱۲ ایجاد یک تحلیل داخلی جدید
فصل یازدهم: تحلیل CFD خارجی ساختمان
۱۱-۱ تحلیل CFD فضای خارجی ساختمان
۱۱-۱-۱ نوع شبکه
۱۱-۱-۲ فاصله بین سلولهای شبکهبندی
۱۱-۱-۳ حداکثر فاصله قابل قبول برای اندازه شبکه
۱۱-۲ شرایط مرزی باد
۱۱-۲-۱ سرعت باد
۱۱-۲-۲ جهت باد
۱۱-۲-۳ نوع محیط یا سطح زمین
۱۱-۳ ضریب مجاورت ساختمان
فصل دوازدهم: نمایش نتایج و تنظیمات بصری
۱۲-۱ نحوه نمایش هندسه
۱۲-۱-۱ نمایش Rendered
۱۲-۱-۲ نمایش Wire-frame
۱۲-۲ ساخت انیمیشن
فصل سیزدهم: نمونه موردی
۱۳-۱ کاربردهای CFD در ساختمانهای خاص
۱۳-۱-۱ کاربرد CFD در بیمارستانها
۱۳-۱-۲ کاربرد CFD در آشپزخانههای مسکونی و صنعتی
۱۳-۱-۳ کاربردCFD در مدارس و فضاهای آموزشی
۱۳-۲ نمونه موردی: مطالعه CFD برای بررسی روشهای بهینه تأمین هوای تازه پیشگرمشده در آشپزخانههای مجهز به اجاق گاز
۱۳-۲-۱ مقدمه
۱۳-۲-۲ روش کار
۱۳-۲-۳ اعتبارسنجی مدل اولیه
۱۳-۲-۴ شبیهسازی مفروضات طراحی
۱۳-۲-۵ جستوجو برای بهترین راهکار و اعتبارسنجی
۱۳-۲-۶ بهترین پیکربندی Air Knife
۱۳-۲-۷ پیکربندی بهینه فنکویل
۱۳-۲-۸ جمعبندی
۱۳-۳ نمونه موردی : تحلیل جریان هوا در مراکز درمانی
۱۳-۳-۱ مقدمه
۱۳-۳-۱ پیشزمینه توسعه
۱۳-۳-۳ یافتههای اصلی
۱۳-۳-۴ روششناسی (Methodology)
۱۳-۳-۵ پارامترهای مدل هندسی و نمایش واحدها
۱۳-۳-۶ تنظیمات شبیهسازی (Simulation Settings)
۱۳-۳-۷ نتایج و بحث (Result and Discussions)
هنوز نظری ثبت نشده.
از اینکه دیدگاهتان را ثبت کردید ممنونیم!
ممکن است بررسی و انتشار دیدگاه کمی زمان ببرد.