BİR OFİS İÇİN TERMAL KONFOR ANALİZİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ VE SAYISAL ÇÖZÜMÜ



Benzer belgeler
YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UYGULAMALI MÜHENDİSLİK MODELLEMESİ

ANOVA MÜHENDİSLİK LTD. ŞTİ.

Mekanik Karıştırıcıların Hesaplamalı Akışkanlar Mekaniği ile Sayısal Modellenmesi

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

İçindekiler 1 GENEL KAVRAM ve TANIMLAR 2 TEMEL YASALAR ve KORUNUM DENKLEMLERİ vii

2012 yılı ANSYS & ANSOFT EĞİTİMLERİ

Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

BİLGİSAYAR DESTEKLİ MÜHENDİSLİK SEMİNERİMİZE HOŞGELDİNİZ!!! HAZIRLAYAN: H.NAZIM EKİCİ

SOLIDWORKS SIMULATION EĞİTİMİ

Radyatör Arkalarına Yerleştirilen Yansıtıcı Yüzeylerin Radyatör Etkisi

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

SONLU ELEMANLAR (FINITE ELEMENTS) YÖNTEMİ

Akışkan Kinematiği 1

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

Makale. ile ihtiyacın eşitlendiği kapasite modülasyon yöntemleri ile ilgili çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiştir

BİR OTOMOBİL KABİNİ İÇERİSİNDE ISITMA SÜRECİ İÇİN FARKLI HAVA HIZI KULLANIMININ SAYISAL ANALİZİ

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. Bilgisayar Destekli Tasarım MK-324 3/Bahar (1+2+0) 2 4

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

RADYATÖR ARKALARINA YERLEŞTİRİLEN YANSITICI YÜZEYLERİN RADYATÖR ETKİNLİĞİNE ETKİSİ

Baraj Göleti Su Alma Yapısı Sayısal Modeli

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

Ürün Geliştirme. Oğuz ALTAY Satış Direktörü

DEĞİŞİK HAVA HIZI DEĞERLERİ KULLANILARAK YERDEN ISITMA YAPILAN VE TAZE HAVA VERİLEN BİR OFİS İÇERİSİNDEKİ KONFOR KOŞULLARININ SAYISAL ANALİZİ

SANTRİFÜJ FAN CFD ANALİZ SONUÇLARI FAN FİLTRE TEKNOLOJİLERİ-ÖRNEK ÇALIŞMA MAYIS 2015

ÇÖZÜM 1) konumu mafsallı olup, buraya göre alınacak moment ile küçük pistona etkileyen kuvvet hesaplanır.

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

Akışkanların Dinamiği

FEN BİLİMLERİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Numerical Investigation of the Effect of Needle Tilting Angle on Irrigant Flow Inside the Tooth Root Canal

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUARI

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 DAİRESEL HAREKET Bölüm 2 İŞ, GÜÇ, ENERJİ ve MOMENTUM

Anlatım-sunum-laboratuar

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

Akışkanların Dinamiği

GEMİ İTME SİSTEMİ ÇALIŞMALARINDA HESAPLAMALI DİRENÇ ANALİZLERİ

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

Mekatroniğe Giriş Dersi

ANKARA ĐÇĐN PSĐKOMETRĐ

İçerik. TBT 1003 Temel Bilgi Teknolojileri

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD)

MKT 204 MEKATRONİK YAPI ELEMANLARI

SAYISAL ÇÖZÜMLEME. Sayısal Çözümleme

İ çindekiler. xvii GİRİŞ 1 TEMEL AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ BERNOULLİ DENKLEMİ 68 AKIŞKANLAR STATİĞİ 32. xvii

ISI POMPASI DENEY FÖYÜ

DENİZ HARP OKULU TEMEL BİLİMLER BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

LED Aydınlatma Çiplerinde Isıl ve Yapısal Dayanım Analizleri

KARAKURT BARAJI DOLUSAVAK YAPISI HİDROLİK KARAKTERİSTİKLERİNİN 3-BOYUTLU SAYISAL ANALİZLERLE BELİRLENMESİ

ZEMİN SUYU Zeminde Su Akımı ve Akım Ağları. Y.Doç.Dr. Saadet A. Berilgen

YÜKSEK HIZLI İŞ MİLLERİNİN TERMAL MODELLEMESİ

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Nesrin İLGİN

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

2009 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI SINIF: 1 DÖNEM: GÜZ. Ders Kodu Dersin Adı T P K ECTS Ders Tipi

CAEeda TM NACA0012 OLUŞTURULAN DÖRTGENE ÇÖZÜMAĞI OLUŞTURMA EĞİTİM NOTU. EDA Tasarım Analiz Mühendislik

Bölüm 8: Borularda sürtünmeli Akış

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUVARI

TUĞLALI PASTA FIRINI ISIL ANALİZİ SERDAR KAYA

Makine Mühendisliği Bölümü 2018 Eğitim - Öğretim Planı

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar

SES ALTI ve SES CİVARI HIZ REJİMLERİNDE UÇAN JENERIK BIR SEYİR FÜZESİ İÇİN YARI GÖMÜLÜ HAVA-ALIĞI TASARIMI

GÜNEŞ ENERJİLİ SİSTEMLERDE KULLANILAN DEPOLARIN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ İLE İNCELENMESİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

7. Kafes sistem sayısal örnekleri

Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. BÖLÜM 7. Adi Diferansiyel Denklemlerin Sayısal Çözümü

MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

23. Sistem denge denklemlerinin direkt kurulması

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İzmir Adnan Menderes Havalimanı Yeni İç Hatlar Terminali ne Etkileyen Rüzgâr Yüklerinin CFD Metotlarıyla Belirlenmesi

İÇİNDEKİLER. ÖNSÖZ... iii İÇİNDEKİLER... v

Probina Orion Modelleme Teknikleri

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

İÇİNDE OTURAN İNSAN OLAN RADYATÖRLE ISITILAN BİR ODADAKİ ISIL KONFOR, AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN ÜÇ BOYUTLU SAYISAL ANALİZİ

Abs tract: Key Words: Mustafa Kemal İŞMAN Mehmet Özgün KORUKÇU Bilsay PASTAKKAYA Numan YÜKSEL

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

T.C RECEP TAYYİP ERDOĞAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI 1 DERSİ TERMAL İLETKENLİK DENEYİ DENEY FÖYÜ

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK490 Makine Laboratuarı Dersi Akışkanlar Mekaniği Deneyi

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

Sürekli Rejimde İletim Çok Boyutlu 77. Giriş 1. Sürekli Rejimde İletim Bir Boyutlu 27. Geçici Rejim Isı İletimi 139

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

YAMUK KESİTLİ KANAL İÇERİSİNDE LAMİNER AKIŞTA HİDRODİNAMİK VE ISIL OLARAK GELİŞMEKTE OLAN ISI TRANSFERİ PROBLEMİNİN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

ARAŞTIRMA PROJESĐ SONUÇ RAPORU

YERALTI TAŞIMA SİSTEMLERİ İSTASYONLARINDA HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİYLE YANGIN VE HAVALANDIRMA SİMÜLASYONU

İNSANSIZ HAVA ARACI PERVANELERİNİN TASARIM, ANALİZ VE TEST YETENEKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

İNM 415 GEOTEKNİK MÜHENDİSLİĞİNDE SAYISAL ÇÖZÜMLEMELER

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

FÜZE KANADININ SES-ÜSTÜ UÇUŞ KOŞULUNDAKİ AEROELASTİK ANALİZİ

1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin dönüşümünde? işareti yerine gelecek sayıyı bulunuz.

DÜZ FLAPLI POZİTİF KAMBURA SAHİP NACA 4412 KANAT PROFİLİNİN AERODİNAMİK PERFORMANSININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ

Sistem nedir? Başlıca Fiziksel Sistemler: Bir matematiksel teori;

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ İMALAT MÜHENDİSLİĞİ DERS PROGRAMI BİRİNCİ YIL

Transkript:

BİR OFİS İÇİN TERMAL KONFOR ANALİZİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ VE SAYISAL ÇÖZÜMÜ Hazırlayan : Kadir ÖZDEMİR No : 4510910013 Tarih : 25.11.2014

KONULAR 1. ÖZET...2 2. GİRİŞ.........3 3. ANALİZ MODELİNİN TANIMI...4 4. SINIR KOŞULLARI VE ÇÖZÜM YÖNTEMİ...8 4.1. HIZ DAĞILIMI...11 4.2. SICAKLIK DAĞILIMI...12 4.3. DRAUGHT RATING...13 4.4. KÜTLESEL CO2 ORANI...14 1

ÖZET Bilgisayar destekli mühendislik analizleri için gerekli 3 aşamadan bahsedilebilir. Bu çalışma 3 aşamadan oluşmaktadır. Birincisi Pre-Processing dediğimiz ön hazırlık süreci, ikincisi solution process dediğimiz çözüm işlemi ve Post Processing olarak adlandırılan sonuçların görüntülenmesi işlemidir. Ön hazırlık sürecinde ofis modelinin akış hacmi oluşturulmuştur. Akış hacmi oluşturulurken dikkat edilmesi gereken noktalardan en önemlisi nasıl bir sayısal ağın istendiğidir. Genelde akış analizlerinde sayısal ağın homojenliği ve sayısal ağ kalitesi sonuçların doğruluğu ve çözüm işlemindeki yakınsama kriterlerini büyük ölçüde etkilemektedir. Bu yüzden ön hazırlık sürecinde homojen bir sayısal ağ için geometri bu amaca yönelik şekilde parçalara ayrılmıştır ve sınır koşulları (boundary conditions) ve hacim koşullarının belirlenmesi için isim tanımlamaları (named selections) belirlenmiştir. Çözüm sürecinde ise problemimiz bir doğal konveksiyon problem olduğu için öncelikle yer çekimi aktif edilmiş,hava ideal gas olarak tanımlanmş ve termal çözüm yapılacağı için enerji denklemlerinin çözümü aktif hale getirilmiştir. Akış türbülanslı bir akış olacağı için viscous model olarak RNG k-epsilon seçilmiştir. RNG k-epsilon modeli iç termal akış problemlerinde diğer yöntemlere göre daha doğru bir çözüm sağlamaktadır. Çözüm yöntemi olarak kötü kalitede elemanlar için etkili olan Green-Gause Node Based yöntemi seçilmiş ve birinci dereceden denklemler tanımlanmıştır. Rahatlatma katsayıları dediğimiz bölüm ise problemin yakınsaması ile ilgili sorunlar olduğunda gerekli bir kısımdır. Burada sadece energy 0,95 olarak belirlenmiş diğerleri ilk 1500 iterasyon için yakınsama kontorl edilerek değiştirilmiştir. 2

1. GİRİŞ Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de binalarda dış akış analizleri, iç akış analizleri binaların güvenliği ve konfor açısından nem kazanmaktadır.. Bu raporunda ana konusunu oluşturan, termal konfor analizi özellikle enerji verimliliği ve ofis içerisinde yaşayan insanların rahatı bakımından önemlidir. Bu analizler ve hesaplamalar, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bu metod, kabaca akışkanların akışını ve katıyla olan etkileşimini tanımlayan matematiksel denklemlerin nümerik metodlarla çözülmesi olarak tanımlanabilir. HAD analizleri genel olarak üç aşamadan oluşmaktadır. Bu aşamalar işlem sırasına göre; Katı model ve sayısal ağ tabakasının oluşturulması Sınır şartlarının ve çözüm ayarlarının tanımlanması, çözümün yapılması Sonuçların işlenmesi ve yorumlanması olarak sıralanabilir. Bu adımlardan katı model ve sayısal ağ tabakası oluşturulması ile ilgili işlemler Modelleme ve Ağ Çalışmaları başlığı altında, sınır şartları ve çözüm ayarlarının tanımlanması ile ilgili işlemler özet başlığı altında ve analiz modeli blümünde detaylı olarak anlatılmıştır. Sonuçlar ise Sonuçlar başlıklı kısımda ele alınmıştır. 3

2. ANALİZ MODELİNİN TANIMI Analizi yapılacak modelin 3 boyutlu görünümü Şekil 1. de görülmektedir. Model boyutlar 5m x 3m x 3m^dir Şekil 1. Üç Boyutlu Katı Model 4

Şekil 2. Sayısal Ağ Üç boyutlu model hazırlığından sonraki adımda hesaplamalı akışkanlar dinamiği çözümü için modelin sayısal ağı hazırlanmıştır. Bu aşamda modelin doğru şekilde çözülebilmesi için belirli sayıda sonlu hacimlere ayrıklaştırma işlemi yapılmaktadır. Modelin bazı bölgelerinde inlet ve outlet bölümlerinde daha küçük elamanlar oluşturulmuştur. Sonlu hacimeler ağı hexagon elemanlar kullanılarak oluşturulmuştur ve toplam eleman sayısı yaklaşık 136000 dir. Sayısal ağ kalitesi ise maksimum 0,599 dur ve bu kalitede yaklaşık 90 adet eleman vardır. Buda bütün hacim dikkate alındığında az bir orandır. Sayısal ağ resimleri Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4 te görülmektedir. 5

Şekil 3. Sayısal Ağ Kesit Görünümü Şekil 4. Sayısal Ağ Kalitesi 6

Şekil 5. İsimlendirmeler 7

3. SINIR KOŞULLARI VE ÇÖZÜM YÖNTEMİ Bu bölümde problemin doğru şekilde çözülebilmesi için gerekli türbülans modeli, sınır şartları ve çözücü ayarları özet bölümünde bahsedilmiştir. Şekil 6 daki resimde tanımlanan sınır şartları görülmektedir. Şekil 6. Sınır Şartları 8

4. ANALİZ SONUÇLARI Şekil 11. 2298 iterasyon sunucunda yakınsama kriterleri Şekil 11 görüldüğü gibi iterasyon hassasiyeti 10-4 civarındadır. Toplam ısı transfer miktarı ise Şekil 12 de görülmektedir. Bu değerlerin iterasyon sayısı, sayısal ağ kalitesi ve sayısal ağ sayısına göre küçük oranlarda değişiklik göstermekte olduğu yapılan denemelerden anlaşılmıştır. 9

Şekil 12. Isı Transfer miktarı Şekil 13. Giriş ve çıkıştaki toplam debi (kg/s) 10

4.1. HIZ DAĞILIMLARI Şekil 14. Akış Çizgileri Şekil 15. Orta Kesitteki Akış Çizgileri 11

4.2. SICAKLI DAĞILIMI Şekil 16. Orta Kesitteki Sıcaklık Dağılımı Şekil 17. Zeminden sonra 1m ve 2m yükselikteki sıcaklık dağılımı 12

Şekil 18. Her 1m de sıcaklık dağılımı Şekil 19. 22ºC ve 23 ºC sıcaklıkların oldığı bölgeler 13

4.3. DRAUGHT RATING 4.4. KÜTLESEL CO2 ORANI Şekil 19. Draught Rating Şekil 20. Gradient İyileştirme 14

Şekil 21. Local bölgedeki CO2 kütlesel oran Şekil 22. Kesitlerdeki CO2 oranı 15

Şekil 23. CO2 oranının hacimsel gösterimi Şekil 23. Giriş ve Çıkışlardaki ortalama sıcaklık değerleri 16