Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla

Kalevi Piira; Jorma Heikkinen; Reijo Kohonen

Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla

Kalevi Piira, Jorma Heikkinen, Reijo Kohonen

Research output: Book/Report › Report

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 language	Finnish
Place of Publication	Espoo
Publisher	VTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages	134
ISBN (Print)	951-38-3280-5
Publication status	Published - 1989
MoE publication type	D4 Published development or research report or study

Publication series

Series	Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number	585
ISSN	0358-5077

Fingerprint

Air

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. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 585

Piira, Kalevi ; Heikkinen, Jorma ; Kohonen, Reijo. / Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 134 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 585).

@book{93a3f4e793f24fb0990fb6aafc844e32,

title = "Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla",

abstract = "T{\"a}ss{\"a} ty{\"o}ss{\"a} selvitettiin CHAMPION SGE -ohjelman soveltuvuus huonetilavirtausten laskentaan. Ohjelmaymp{\"a}rist{\"o}{\"a} laajennettiin PC-ymp{\"a}rist{\"o}{\"o}n tarkoitetulla grafiikkaohjelmalla sek{\"a} ep{\"a}station{\"a}{\"a}riseen laskentaan soveltuvalla ep{\"a}puhtauskent{\"a}n laskentaohjelmalla. Lis{\"a}ksi CHAMPION SGE:n k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}{\"a} turbulenssimallia tarkennettiin pienill{\"a} Reynoldsin luvuilla. CHAMPION SGE:n soveltuvuusalue testattiin simuloimalla huonetilan ilmavirtauksia CHAMPION SGE -ohjelmalla IBM AT/E -ymp{\"a}rist{\"o}ss{\"a} sek{\"a} vertaamalla simulointien tuloksia teollisuusyhteisty{\"o}n pohjalta saatuihin sek{\"a} kirjallisuudessa esitettyihin mittaustuloksiin. Lis{\"a}ksi tutkittiin kolmiulotteisen huonetilan erilaisten kuvausten vaikutuksia lopputuloksiin. Ep{\"a}puhtauskent{\"a}n laskentaohjelma toteutettiin siten, ett{\"a} se k{\"a}ytt{\"a}{\"a} hyv{\"a}ksi CHAMPION SGE:n ratkaisemia virtausnopeuden ja tehollisen viskositeetin arvoja. Grafiikkaohjelman teossa k{\"a}ytettiin apuna osia alkuper{\"a}iseen CHAMPION SGE -ohjelmapakettiin kuuluvasta GROCS-ohjelmasta. Turbulenssimallia tarkennettiin muuttamalla k-e-mallin kertoimet Cmy ja C2. turbulenttisen Reynoldsin luvun funktioksi sek{\"a} asettamalla turbulenttisen kineettisen energian dissipaation nopeudelle reunaehto, joka perustuu turbulenttisen kineettisen energian diffuusion ja dissipaation v{\"a}liseen tasapainoon laminaarisessa pohjakerroksessa. CHAMPION SGE:n tulokset ovat yleens{\"a} suuntaa antavia. CHAMPION SGE antaa melko hyvi{\"a} tuloksia kaksiulotteisen, tyhj{\"a}ss{\"a} huoneessa tapahtuvan virtauksen selvitt{\"a}misess{\"a}, jos reunaehtojen mallintaminen onnistuu. Ongelmana ovat virtausesteet, p{\"a}{\"a}te-elimien mallintaminen kaksiulotteisessa leikkauksessa, vapaan konvektion l{\"a}mm{\"o}nsiirtokertoimet sek{\"a} numeeriset virheet niiss{\"a} laskentapisteverkon osissa, joissa laskentapisteelle tehdyn taseen sivujen suhdeluku on pieni. Ep{\"a}puhtauskent{\"a}n laskentaohjelman tulokset ovat alustavien tutkimusten mukaan hyvi{\"a}, jos CHAMPION SGE:n ratkaisema virtauskentt{\"a} vastaa todellisuutta. Grafiikkaohjelma toimii moitteettomasti, on monipuolinen ja helppo k{\"a}ytt{\"a}{\"a}. Turbulenssimallin tarkennuksilla ei ole oleellista vaikutusta virtauskentt{\"a}{\"a}n.",

keywords = "simulation, energy analysis, buildings, HVAC, computer programs, theoretical calculation, air flow, turbulent flow, indoor climate",

author = "Kalevi Piira and Jorma Heikkinen and Reijo Kohonen",

year = "1989",

language = "Finnish",

isbn = "951-38-3280-5",

series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",

publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",

number = "585",

address = "Finland",

}

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

Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla. / Piira, Kalevi; Heikkinen, Jorma; Kohonen, Reijo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 134 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 585).

Research output: Book/Report › Report

TY - BOOK

T1 - Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla

AU - Piira, Kalevi

AU - Heikkinen, Jorma

AU - Kohonen, Reijo

PY - 1989

Y1 - 1989

N2 - 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.

AB - 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.

KW - simulation

KW - energy analysis

KW - buildings

KW - HVAC

KW - computer programs

KW - theoretical calculation

KW - air flow

KW - turbulent flow

KW - indoor climate

M3 - Report

SN - 951-38-3280-5

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Piira K, Heikkinen J, Kohonen R. Huonevirtausten laskenta CHAMPION SGE -ohjelmalla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 134 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 585).