Математическое моделирование процессов тепло-воздухообмена в помещениях

• Автор: Костоломов, Игорь Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Условныеобозначения

1. Современное состояние исследований по моделированию процессов тепло- массообмена в помещениях

1.1 .Обзор моделей турбулентности

1.2. Анализ численных методов решения уравнений гидродинамики

1.3.Анализ работ по изучению процессов тепло - массопереноса в помещениях

2. Численная модель турбулентного конвективного движения несжимаемой вязкой жидкости

2.1.Уравнения движения

2.2.Основные разностные уравнения

2.3.Расчет поля течения по алгоритму “SIMPLE”

2.4.Решение алгебраических уравнений SIP-методом

2.5.Численное решение тестовых задач

3. Математическое моделирование свободноконвективного теплообмена в помещении с тепловым источником
3.1 .Постановка задачи
3.2.Некоторые результаты моделирования
3.3.Влияние определяющих параметров
3.4.Интегральные параметры
3.5.Вывод ы
4. Численное исследование процесса принудительного воздухообмена
в помещении
4.1.Постановка задачи
4.2.Некоторые результаты моделирования изотермического воздухообмена
4.3.Некоторые результаты моделирования неизотермического воздухообмена
4.4.Влияние определяющих параметров
4.5.Интегральные параметры
4.6.Теплообмен при неизотермическом течении воздуха
4.7.Вывод ы
Заключение
Литература
Условные обозначения
(3 - коэффициент температурного расширения, К"1;
8 - скорость диссипации турбулентности, м2/с3;
X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К);
Хе - коэффициент эффективной теплопроводности, Вт/(м-К);
- коэффициент турбулентной теплопроводности, Вт/(м-К); ц - динамическая вязкость, Па с;
це - эффективная вязкость, Па-с;
- турбулентная вязкость, Па-с;
V - кинематическая вязкость, м2/с; р - плотность, кг/м3;
ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг-К); g - ускорение свободного падения, м/с2; к - кинетическая энергия турбулентных пульсаций, м2/с2;
// - характерный масштаб турбулентности, м;
/ги - размер входного отверстия, м;
Ь - характерная длина, м;
- размер расчетной области в направлении оси х„ м;
Ь0Ьы - размер препятствия в направлении оси х„ м;
- размер источника тепла в направлении оси х„ м;
р - разность полного и гидростатического давлений, Па;
- скорость генерации турбулентности, кг/(м-с3); и, - проекция скорости на ось координат хь м/с; и-т - скорость потока во входном отверстии, м/с; н* - характерная скорость, м/с;
? - время, с;
Источник, зависящий от температуры, входящий в уравнение для составляющей скорости жидкости щ, после дискретизации будет иметь вид
^Ц-ыу«<^&ьу.
§уЯе2 Ее2
Рассмотрим дискретизацию источника в уравнении для кинетической энергии турбулентности
PkdV- zdVа V 5г
Слагаемое источникового члена, содержащее скорость генерации турбулентности в точке Р запишется в виде
PkdV:

Удх2 )

дх2)

^Эм: Л
кдхи
кдх3у

гдщл
удхи

Кдх2

Ке2 а»,]
Разностный аналог градиентов температуры и скорости имеет вид
Щ,е ~ и1,м
5х]
и3,е ~ и3,п
Э0 _ 50 ^ 0е-0„ дщ г дщ'
дх{ чЭх! )р 6^ дх ^*1 JJ
ди2 5м2 ' и2,е ~ м2,и- диъ ^Эм3 %
дх, [дх1 ) Р 8*! дхх 4^*1 )
и Т.Д.
>Р §*1
Второе слагаемое источникового члена аппроксимируется следующим образом
- jedV«-ep-^8V.
к р
Дискретизация правой части
се1-Рк4У- $се2 —^У 6К к &У к