Termal Konfor Analizi

Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de binalarda dış akış analizleri, iç akış analizleri binaların güvenliği ve konfor açısından önem kazanmaktadır. Termal konfor analizi özellikle enerji verimliliği ve ofis içerisinde yaşayan insanların rahatı bakımından önemlidir. Bu analizler ve   hesaplamalar, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bu metot, kabaca akışkanların akışını ve katıyla olan etkileşimini tanımlayan matematiksel denklemlerin nümerik metotlarla çözülmesi olarak tanımlanabilir. HAD analizleri genel olarak üç aşamadan oluşmaktadır. Bu aşamalar işlem sırasına göre;

• Katı model ve sayısal ağ tabakasının oluşturulması,

• Sınır şartlarının ve çözüm ayarlarının tanımlanması, çözümün yapılması,

• Sonuçların işlenmesi ve yorumlanması olarak sıralanabilir.

Bilgisayar destekli mühendislik analizleri için ise gerekli 3 aşamadan bahsedilebilir. Birincisi Pre-Processing dediğimiz ön hazırlık süreci, ikincisi solution process dediğimiz çözüm işlemi ve Post Processing olarak adlandırılan sonuçların görüntülenmesi işlemidir.

Ön hazırlık sürecinde ofis modelinin akış hacmi oluşturulmuştur. Akış hacmi oluşturulurken dikkat edilmesi gereken noktalardan en önemlisi nasıl bir sayısal ağın istendiğidir. Genelde akış analizlerinde sayısal ağın homojenliği ve sayısal ağ kalitesi sonuçların doğruluğu ve çözüm işlemindeki yakınsama kriterlerini büyük ölçüde etkilemektedir. Bu yüzden ön hazırlık sürecinde homojen bir sayısal ağ için geometri bu amaca yönelik şekilde parçalara ayrılmıştır ve sınır koşulları (boundary conditions) ve hacim koşullarının belirlenmesi için isim tanımlamaları (named selections) belirlenmiştir.

Çözüm sürecinde ise problemimiz bir doğal konveksiyon problem olduğu için öncelikle yer çekimi aktif edilmiş, hava ideal gaz olarak tanımlanmış ve termal çözüm yapılacağı için enerji denklemlerinin çözümü aktif hale getirilmiştir. Akış türbülanslı bir akış olacağı için viscous model olarak RNG k-epsilon seçilmiştir. RNG k-epsilon modeli iç termal akış problemlerinde diğer yöntemlere göre daha doğru bir çözüm sağlamaktadır.

Çözüm yöntemi olarak kötü kalitede elemanlar için etkili olan Green-Gause Node Based yöntemi seçilmiş ve birinci dereceden denklemler tanımlanmıştır.  Rahatlatma katsayıları dediğimiz bölüm ise problemin yakınsaması ile ilgili sorunlar olduğunda gerekli bir kısımdır. Burada sadece energy 0,95 olarak belirlenmiş değerleri ilk 1500 iterasyon için yakınsama kontrol edilerek değiştirilmiştir. Daha detaylı bilgi için bu linki kullanabilirsiniz:

Yazar: Kadir ÖZDEMİR