Αριθμητική προσομοίωση ροής ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος γύρω από κτήριο

Καλογεράκη, Αναστασία; Kalogeraki, Anastasia

dc.contributor.author	Καλογεράκη, Αναστασία	el
dc.contributor.author	Kalogeraki, Anastasia	en
dc.date.accessioned	2019-04-01T08:54:33Z
dc.date.available	2019-04-01T08:54:33Z
dc.date.issued	2019-04-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48555
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16520
dc.rights	Default License
dc.subject	Ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα	el
dc.subject	Κύβος	el
dc.subject	Μοντέλο τύρβης k-ε	el
dc.subject	Συντελεστής πίεσης	el
dc.subject	Atmospheric boundary layer	en
dc.subject	RANS	en
dc.subject	Cube	en
dc.subject	k-ε turbulence model	en
dc.subject	Pressure coefficient	en
dc.title	Αριθμητική προσομοίωση ροής ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος γύρω από κτήριο	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική των ρευστών	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/ac15ae00bf02fd98b004a5b92387f8804dae2def
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-11
heal.abstract	Η ροή γύρω από κυβικής μορφής σώμα επί στερεής επιφάνειας έχει μελετηθεί στο παρελθόν τόσο αριθμητικά όσο και πειραματικά. Η κατανομή πιέσεων στις εξωτερικές επιφάνειες μιας κτηριακής κατασκευής, ακόμη και σε ανέμους χαμηλών ταχυτήτων, είναι κρίσιμη παράμετρος για το ρυθμό αερισμού ή/και διείσδυσης αέρα στο κτήριο και κατ’ επέκταση για θέματα ποιότητας αέρα στο εσωτερικό αλλά και εξωτερικό περιβάλλον του. Είναι όμως λίγες οι μελέτες που εξετάζουν την επίδραση των χαρακτηριστικών του ανάντι οριακού στρώματος στη κατανομή πίεσης και στον αερισμό και διείσδυση αέρα, ειδικά όταν υπάρχουν και ανοίγματα στο κτηριακό κέλυφος. Στη παρούσα εργασία, εξετάζεται η αριθμητική προσομοίωση της περίπτωσης ενός κυβικής μορφής πρότυπου κτηρίου, εκτεθειμένου με τη μια πλευρά του κάθετη προς τη ροή δύο διαφορετικών ανάντι τυρβωδών οριακών στρωμάτων. Εξετάζεται η επίδραση των τυρβωδών χαρακτηριστικών του οριακού στρώματος καθώς και της παρουσίας ανοιγμάτων στις κάθετες πλευρές του κτηρίου στη διαμόρφωση της επιφανειακής κατανομής πίεσης. Στην παρούσα εργασία τροποιήθηκε ήδη υπάρχον υπολογιστικό εργαλείο ώστε να επιτευχθεί η ορθή προσομοίωση του ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος. Συγκεκριμένα εξετάστηκε η εφαρμογή δύο αριθμητικών σχημάτων (υβριδικό & BSOU) με τη χρήση του μοντέλου τύρβης k-ε. Η ακρίβεια του κώδικα εξασφαλίστηκε μέσω της πειραματικής προσομοίωσης της διάταξης που είχε ήδη πραγματοποιηθεί στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας του κ.Π. Μελέτη. Από τα αποτελέσματα προέκυψε η βελτίωση της προσομοίωσης μετά την επέμβαση στο υπολογιστικό εργαλείο caffaca3d_mlr και η καλύτερη απόδοση του σχήματος BSOU σε σχέση με το υβριδικό για την περίπτωση του κύβου με ανοίγματα. Διαπιστώθηκε ωστόσο η αδυναμία του μοντέλου τύρβης k-ε να προσομοιώσει ικανοποιητικά τη ροή γύρω από το κυβικής μορφής σώμα, δημιουργώντας την ανάγκη για περαιτέρω διερεύνηση του προβλήματος. Παρατηρήθηκε ευαισθησία της κατανομής πίεσης στη μορφή του οριακού στρώματος και μικρή επίδραση από την παρουσία των ανοιγμάτων, διαπιστώνοντας όμως διαφορές ανάλογα με τη θέση και το μέγεθος του ανοίγματος.	el
heal.abstract	The surface pressure distribution on a building’s external walls is a critical parameter, even at low wind speeds, for the ventilation and/or infiltration rate and thus has implications related to indoor and outdoor air quality. Although the flow past a surface mounted cube has been studied in the past both numerically and experimentally, there are few published studies that focus on the effect that the characteristics of the upstream boundary layer have on the external surface pressure distribution and the infiltration and ventilation rate, especially when there are openings in the building shell. The present study is a numerical investigation of the situation where a surface mounted cube is exposed to two different types of turbulent boundary layer the upstream face vertical to the flow. The effect on the surface pressure distribution of the turbulence characteristics of the boundary layer and of the presence of openings on the vertical sides of the cube shell are examined. In this study, an existing computational tool was altered to achieve a proper simulation of the atmospheric boundary layer. In particular, the application of two numerical schemes (hybrid & BSOU) was examined using the k-e turbulent model. The accuracy of the code was validated through the experimental simulation of the provision that had already been made in the in the thesis by Mr. Meletis. The analysis of the results showed an improved simulation after modifying the existing computational tool and the best simulation results were achieved using the BSOU scheme for the presence of openings on the vertical sides of the cube shell. However, the failure of the k- e turbulent model to adequately investigate the ABL flow around the cubic body shape, is creating the need for further investigation of the problem. Τhe pressure distribution is found to be sensitive to the upstream boundary layer characteristics but slight indifferent to the presence of openings, but with differences depending on the position and the size of the opening.	en
heal.advisorName	Μπούρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Βουτσινάς, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Τεχνολογικών Καινοτομιών Προστασίας Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	123 σ.
heal.fullTextAvailability	true