پایان‌نامه

توسعه مدل زیرشبکه سازگارتر با روش les برای شبیه‏سازی عددی آتش در فضای بسته

هادی پاسدار شهری

دانلود متن کاملرایگان، با حساب کاربری؛ ثبت نام با گوگل چند ثانیه است

چکیده

افزایش سرعت پردازش کامپیوترها و توسعه روش‏های دینامیک سیالات محاسباتی، زمینه را برای بکارگیری مدل‏های فیزیکی کامل‏تر در تعیین رفتار آتش‏سوزی فراهم نموده است. به همین منظور توجه زیادی به استفاده از مدل‏های جامع و پیچیده‏ی اغتشاشی، احتراقی، تابشی، تجزیه و تشکیل دوده معطوف بوده است. در این رساله، با توجه به اهمیت مدل اغتشاشی و نقش آن در پیش‏بینی رفتار آتش‏سوزی، مدل‏های زیرشبکه اسماگورینسکی و یک-معادله‏ای در روش شبیه‏سازی گردابه‏های بزرگ برای پیش‎بینی رفتار جریان آتش‏سوزی به همراه مدل احتراقی اصلاح‏شده اتلاف گردابه و مدل تابشی جهات گسسته بکار رفته است. این مدل‏ها در سناریوهای مختلف آتش‏سوزی به لحاظ میزان دقت آن‏ها مقایسه شده‏اند. اولین سناریوی مورد بررسی، آتش‏سوزی بزرگ مقیاس در محیط باز است. این سناریو در میزان حرارت‏ آزاد شده در سه حالت مختلف بررسی شد. در این سناریو، مشاهده شد که به طور کلی مدل یک-معادله‏ای به دلیل پیش‏بینی دقیق‏تر کمیت‏های اغتشاشی، مقادیر سرعت عمودی و افقی و دما را با دقت بالاتری تخمین می‏زند. همچنین میزان خطای مدل یک-معادله‏ای در ناحیه پلوم آتش استخری کاهش چشمگیری دارد. رفتار نوسانی آتش استخری نیز با دقت بالاتری نسبت به مدل اسماگورینسکی تخمین زده می‏شود. به دلیل اهمیت بررسی آتش‏سوزی در فضاهای بسته، دو سناریو آتش‏سوزی در فضای یک-اتاقی (شش حالت حرارت آزاد شده و ابعاد بازشو مختلف) و دو-اتاقی (سه حالت حرارت آزاد شده و مکان مختلف منبع آتش) مورد بررسی قرار گرفت. در سناریوی آتش‏سوزی یک-اتاقی مشاهده شد که مقدار سرعت در ناحیه دما پایین بازشو، در مدل‏های شبیه‏سازی گردابه‏های بزرگ به طور متوسط تا 18 درصد دقیق‏تر از مدل‏های اغتشاشی متوسط‏گیری زمانی معادلات ناویر استوکس در مطالعات پیشین است. همچنین مدل یک-معادله‏ای پیش‏بینی دقیق‏تری از سرعت در نواحی دما بالا دارد. در تمامی مدل‏های استفاده شده در ناحیه دما پایین، به خوبی مقدار دما تخمین زده می‏شود اما میزان خطا در ناحیه دما بالا افزایش می‏یابد. روند تغییر دما از ناحیه دما پایین به ناحیه دما بالا در مدل یک-معادله‏ای با نتایج تجربی سازگارتر است. مقایسه کمیات ماکروسکوپی ارتفاع صفحه خنثی و میزان دبی هوای ورودی به اتاق نیز نشان از برتری مدل یک-معادله‏ای نسبت به سایر مدل‏ها دارد. در سناریوی آتش‏سوزی در فضای دو-اتاقی مشاهده شد که هم در اتاق آتش و هم در اتاق مجاور آن، هر دو مدل زیرشبکه به لحاظ کیفی تغییرات دمایی را به خوبی پیش‏بینی می‏نمایند. نتایج دو مدل در ناحیه دما پایین، اختلاف چندانی ندارد. داخل اتاق آتش، دو مدل، دما را در ناحیه دما پایین، کمتر از مقدار تجربی پیش‏بینی می‏کنند. اما در ناحیه دما بالا بیش‏ پیش‏بینی دما مشاهده می‏شود. در تمامی نواحی داخل اتاق آتش، مدل یک-معادله‏ای دقت بالاتری دارد. سناریوی چهارم از مطالعات، آتش‏سوزی در مجاورت دیوار عمودی (دو حالت حرارت آزاد شده مختلف) و جریان القایی حاصل از آن، نشان داد، مدل یک-معادله‏ای استفاده شده، دقت قابل قبولی در پیش‏بینی رفتار جریان القایی آتش دارد. به طور کلی، دما و سرعت متوسط جریان در مجاورت دیوار بیشتر از مقادیر تجربی تخمین زده می‏شود. اما با فاصله گرفتن از دیوار آتش‏گیر و در ناحیه پلوم حرارتی، دقت مدل در پیش‏بینی این کمیت‏ها افزایش می‏یابد.

اساتید راهنما و مشاور

کیومرث مظاهری، قاسم حیدری‏نژاد

پایان‌نامه‌های مشابه

اسناد مشابه

  • شبیه سازی عددی انتشار آلودگی در رودخانه ها بوسیله توسعه همزمان روش عددی حجم محدود و مدل شبکه عصبی تطبیقی

    مقالهفصلنامه تخصصی علوم و مهندسی آبa پارسائی، hydro structures, water engineering department, university of lorestan, iran. m.m ahmadi، assistant professor, department of water engineering,iran. k ghaderi، assistant professor, department of water engineering,iran.

    مطالعه بر روی کیفیت آب های سطحی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این موضوع با توجه به اینکه یکی از مهم ترین منابع تأمین آب برای مصارف شرب، کشاورزی و صنایع، رودخانه ها هستند نیاز به توجه بیشتری دارد. متأسفانه رودخانه ها گاهی به عنوان مکانی برای تخلیه فاضلاب در نظر گرفته می شوند. به

  • تحلیلی بر روش های مدل سازی و شبیه سازی گسترش آتش سوزی در جنگل ها

    مقاله۲۰۱۵انسان و محیط زیستسعیده اسکندری

    امروزه پدیده آتش­سوزی در عرصه­های جنگلی به­عنوان یکی از بلایای طبیعی بخش وسیعی از جنگل­های جهان را مورد تهدید قرار داده است. با توجه به اثرات مخرب آتش­سوزی بر جنگل، انجام تحقیقاتی که با استفاده از روش­های نوین بتوانند گسترش آتش­سوزی را پیش­بینی کنند، بسیار ارزش‏مند است. این مطالع

  • توسعه الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچه ها به صورت تلفیقی با مدل شبیه سازی عددی برای مدیریت بهینه آبخوان های ساحلی

    مقالهتحقیقات منابع آب ایرانحامد کتابچی، دانشجوی دکترای / مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران بهزاد عطایی آشتیانی، استاد/ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

    آبخوان های ساحلی یکی از منابع حیاتی موجود در مناطق ساحلی می باشند. در این مناطق از سطح جهان که اغلب، مناطقی پرجمعیت، صنعتی و پراهمیت هستند، به دلیل فشارهای وارده، امکان بروز چالش های زیست محیطی، وجود دارد. از معمول ترینِ آنها، می تــوان به رخ دادن پــدیده پیشروی آب شور به دلیل بر

  • بررسی توزیع گاز رادون منتشرشده از آبگرم های معدنی در فضای بسته و مقایسۀ نتایج تجربی با مقادیر شبیه سازی عددی

    مقالهسنجش و ایمنی پرتوبهاره آذروند، bahareh azarvand ardabil univ. of payam noorاردبیل دانشگاه پیام نور مرکز اردبیل گروه فیزیک رضا ایمانی راد، reza imanirad ardabil mohageg univ. mechanic institueاردبیل دانشگاه محقق گروه مکانیک

    گاز رادون یک مادۀ رادیواکتیو است که توسط فروپاشی عناصر رادیوم، اورانیوم و توریم ایجاد می شود. یکی از راه های ورود این گاز به محیط پیرامون، آب ها هستند، به خصوص آب های معدنی که به دلیل عبور از بین سنگ های رسوبی املاح متفاوتی از اورانیوم و توریم دارند و می توانند در اثر تجزیه، تبدی

  • شبیه سازی عددی پراکنش آلاینده nox در یک محیط بسته و مقایسه آن با مدل انتشار داخلیiaqx

    مقالهسلامت و محیط زیستمجید شفیع پور مطلق، m shafiepourmotlagh department of civil and environmental engineering, faculty of environment, university of tehran, iraدکترای محیط زیست، استادیار دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران مصطفی کلهر، m kalhor department of civil and environmental engineering, faculty of environment, university of tehran, iraدانشجوی دکترای مهندسی عمران (محیط زیست)، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران فرید خلیل آریا، f khalil arya department of civil engineering,tarbiat modares university, tehran, iranکارشناس ارشد مهندسی عمران (محیط زیست)، دانشگاه تربیت مدرس

    زمینه و هدف: در این تحقیق رفتار دو مدل iaqx 1.0f و fluent 6.3.26 در تخمین انتشار nox در یک محیط بسته مسکونی ارزیابی و نتایج حاصل با نتایج نمونه برداری مقایسه شده است.روش بررسی: به منظور مقایسه دو مدل مورد نظر یک ساختمان مسکونی با مساحت m2 84 در نظر گرفته شده است. در مدل سازی با ن

  • توسعه یک مدل آتشکافت جهت شبیه سازی عددی تجزیه ی حرارتی ماده ی جامد قابل اشتعال

    مقالهمهندسی مکانیک مدرسشهروز متقیان، دانشگاه تربیت مدرس هادی پاسدار شهری، دانشگاه تربیت مدرس

    یکی از اهداف مطالعه ی پدیده ی آتش، شبیه سازی آن در مقیاس های بزرگ می باشد. از مهمترین رفتارهای آتش گسترش شعله از یک نقطه به یک نقطه ی دیگر است که باعث تخریب ساختمان ها، جنگل ها و ... می شود. به همین دلیل گسترش آتش روی مواد جامد از اهمیت زیادی برخوردار است. در شبیه سازی گسترش شعله