Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla

Kalevi Piira, Jorma Heikkinen, Reijo Kohonen

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Tässä työssä selvitettiin CHAMPION SGE -ohjelman soveltuvuus huonetilavirtausten laskentaan. Ohjelmaympäristöä laajennettiin PC-ympäristöön tarkoitetulla grafiikkaohjelmalla sekä epästationääriseen laskentaan soveltuvalla epäpuhtauskentän laskentaohjelmalla. Lisäksi CHAMPION SGE:n käyttämää turbulenssimallia tarkennettiin pienillä Reynoldsin luvuilla. CHAMPION SGE:n soveltuvuusalue testattiin simuloimalla huonetilan ilmavirtauksia CHAMPION SGE -ohjelmalla IBM AT/E -ympäristössä sekä vertaamalla simulointien tuloksia teollisuusyhteistyön pohjalta saatuihin sekä kirjallisuudessa esitettyihin mittaustuloksiin. Lisäksi tutkittiin kolmiulotteisen huonetilan erilaisten kuvausten vaikutuksia lopputuloksiin. Epäpuhtauskentän laskentaohjelma toteutettiin siten, että se käyttää hyväksi CHAMPION SGE:n ratkaisemia virtausnopeuden ja tehollisen viskositeetin arvoja. Grafiikkaohjelman teossa käytettiin apuna osia alkuperäiseen CHAMPION SGE -ohjelmapakettiin kuuluvasta GROCS-ohjelmasta. Turbulenssimallia tarkennettiin muuttamalla k-e-mallin kertoimet Cmy ja C2. turbulenttisen Reynoldsin luvun funktioksi sekä asettamalla turbulenttisen kineettisen energian dissipaation nopeudelle reunaehto, joka perustuu turbulenttisen kineettisen energian diffuusion ja dissipaation väliseen tasapainoon laminaarisessa pohjakerroksessa. CHAMPION SGE:n tulokset ovat yleensä suuntaa antavia. CHAMPION SGE antaa melko hyviä tuloksia kaksiulotteisen, tyhjässä huoneessa tapahtuvan virtauksen selvittämisessä, jos reunaehtojen mallintaminen onnistuu. Ongelmana ovat virtausesteet, pääte-elimien mallintaminen kaksiulotteisessa leikkauksessa, vapaan konvektion lämmönsiirtokertoimet sekä numeeriset virheet niissä laskentapisteverkon osissa, joissa laskentapisteelle tehdyn taseen sivujen suhdeluku on pieni. Epäpuhtauskentän laskentaohjelman tulokset ovat alustavien tutkimusten mukaan hyviä, jos CHAMPION SGE:n ratkaisema virtauskenttä vastaa todellisuutta. Grafiikkaohjelma toimii moitteettomasti, on monipuolinen ja helppo käyttää. Turbulenssimallin tarkennuksilla ei ole oleellista vaikutusta virtauskenttään.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages134
    ISBN (Print)951-38-3280-5
    Publication statusPublished - 1989
    MoE publication typeD4 Published development or research report or study

    Publication series

    SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
    Number585
    ISSN0358-5077

    Keywords

    • simulation
    • energy analysis
    • buildings
    • HVAC
    • computer programs
    • theoretical calculation
    • air flow
    • turbulent flow
    • indoor climate

    Cite this

    Piira, K., Heikkinen, J., & Kohonen, R. (1989). Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 585