Сайт журнала "Промышленное и гражданское строительство

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ОСВЕЩЕНИЕ
Влияние боковых стенок на характер трехмерного турбулентного течения воздуха в помещении
УДК 628.83
Владимир Николаевич ВАРАПАЕВ, доктор физико-математических наук, профессор, e-mail: varapaevvn@mgsu.ru
Нерсес Степанович СИМОНЯН, магистрант, e-mail: n.s.simonyan@gmail.com
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», 129337 Москва, Ярославское ш., 26
Аннотация. Изложены результаты численного моделирования движения воздуха в помещении с помощью комплекса ANSYS CFX. В статье представлен трехмерный изотермический случай с использованием моделей , , SST и BSL, проведена оценка характера трехмерности в рассматриваемом течении. Постановка задачи полностью соответствует выбранной экспериментальной модели, для которой выполнялись измерения воздушных потоков, профилей скоростей и пульсационной энергии турбулентности в аэродинамической лаборатории МГСУ с помощью PIV-технологии. Для оценки наличия нестационарности в рассматриваемом течении расчеты проводились как на стационарной, так и на нестационарной модели. Показано, что в случае модели в средней части области двухмерные и трехмерные расчеты дают примерно одинаковые результаты как для стационарного, так и для нестационарного случая. При использовании модели симметричное течение получается только при применении нестационарной модели, а при стационарной течение может иметь несимметричный относительно среднего сечения характер. Задачи такого типа необходимы для анализа и расчета систем вентиляции и кондиционирования помещений зданий различного назначения.
Ключевые слова: численное моделирование, модель турбулентности, трехмерное течение, вентилируемое помещение, комплекс ANSYS CFX, стационарные и нестационарные расчеты.
ЛИТЕРАТУРА
1. Варапаев В. Н. Математическое моделирование комбинированного теплообмена при естественной конвекции воздуха в незамкнутых областях // Вестник МГСУ. 2010. № 1. C. 248-254.
2. Варапаев В. Н., Китайцева Е. Х. Математическое моделирование задач внутренней аэродинамики и теплообмена зданий. М. : СГА, 2008. 338 с.
3. Nielsen P. V., Restivo A., Whitelow J. H. The Velocity Characteristics of Ventilated Rooms [Характеристики скорости в вентилируемых помещениях]. Journal of Fluids Engineering, September 1978, vol. 100, pp. 291-298. DOI: 10.1115/1.3448669.
4. Nielsen P. V. Specification of a two-dimensional test case [Описание случая двухмерного теста]. Department of Building Technology and Structure Engineering. Aalborg University, November 1990, pp. 1-15.
5. Li Rong, Nielsen P. V. Simulation with different turbulence models in an annex 20 room benchmark test using Ansys CFX 11.0 [Моделирование тестовой задачи для помещения аннекс 20 для различных турбулентных моделей с использованием вычислительного комплекса Ansys CFX 11.0]. DCE Technical Report, Aalborg University, 2008, no. 46, pp. 1-12.
6. Варапаев В. Н., Дорошенко С. А., Капустин С. А., Орехов Г. В., Чурин П. С. Создание экспериментального стенда для модельных исследований внутренней аэродинамики помещений методом цифровой трассерной визуализации // Вестник МГСУ. 2012. № 12. С. 117-124.
7. Варапаев В. Н., Дорошенко С. А., Капустин С. А., Троцко А. Ю. Экспериментальное и численное моделирование трехмерных турбулентных течений в вентилируемом помещении // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2015. Vol. 11. Iss. 2. C. 79-88.
8. Pedersen J. M., Meyer K. E. POD analysis of flow structuresin a scale model of a ventilated room [Анализ собственных ортогональных разложений структуры потока в вентилируемом помещении]. Experiments in Fluids, 2002, vol. 33, iss. 6, pp. 940-949. DOI: 10.1007/s00348-002-0514-8.
9. Nielsen P. V., Li Rong, Olmedo I. The IEA Annex 20 Two-Dimensional Benchmark Test for CFD Predictions [Решение тестовой задачи Аннекс 20 в двухмерном случае методом компьютерного моделирования]. Clima 2010, 10th Rehva World Congress. Turkey, 2010, рp. 81-84.
10. Olmedo I., Nielsen P. V. Analysis of the IEA 2d test. 2d, 3d, steady or unsteady airflow? [Анализ двухмерного теста. Воздушный поток является двухмерным или трехмерным, стационарным или нестационарным?]. Technical report. The University of Aalborg, Department of Building Technology and Structural Engineering, 2010, pp. 1-7.
Для цитирования: Варапаев В. Н., Симонян Н. С. Влияние боковых стенок на характер трехмерного турбулентного течения воздуха в помещении // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 12. С. 55-59.