آموزش تحلیل جریان های هوایی، تحلیل سی اف دی خارجی و داخلی در ساختمان در نرم افزار دیزاین بیلدر

شامل سه بخش آموزشی

1. سی اف دی خارجی - External CFD
2. سی اف دی داخلی، بخش تهویه طبیعی - Internal CFD-Natural Ventilation
3. سی اف دی داخلی، تاسیسات مکانیکی - Internal CFD-HVAC System

 بخش اول: تحلیل جریان های هوایی – سی اف دی خارجی 

 در این مجموعه آموزشی به بررسی یکی از کاربردی ترین و مهم ترین گزینه های تعریف شده در نرم افزار دیزاین بیلدر به منظور تحلیل جریان های هوایی به نام CFD می پردازیم. به طور کل تحلیل CDF (Computational Fluid Dynamics) اصطلاحی است که جهت خانواده ای از روش های عددی به منظور محاسبه دما، سرعت، فشار و بسیاری از خواص سیالات در یک بخش از فضا مورد استفاده قرار می گیرد.

هدف از تحلیل CFD جهت ساختمان ها دست یابی به اطلاعات کاربردی و مفید شامل سرعت باد، دمای باد، فشار هوا و سایر ویژگی های مرتبط با توجه به شرایط پیرامونی در زمان های مورد نظر است تا به واسطه آن ها بتوان به ارزیابی مناسبی از توزیع هوا در محیط خارجی و داخلی ساختمان ها دست یافت. اطلاعاتی که می تواند طراحان را در پیش بینی تاثیر تهویه طبیعی، مکان یابی سیستم های تاسیساتی، ارزیابی آسایش حرارتی و پایداری هوای تازه، مکان یابی توربین های بادی و بسیاری دیگر کمک کند.  

در نرم افزار دیزاین بیلدر دو نوع تحلیل CFD پیش بینی شده است:

• External CDF
• Internal CDF

External CFD: مرتبط با تحلیل سرعت و فشار جریان های هوایی اطراف ساختمان با توجه به شرایط وزش باد در منطقه پروژه است که می توان با استفاده از آن به طراحی بهینه جهت بازشوهای تهویه طبیعی، چگونگی قرار گیری دریچه های تخلیه و ورود هوای سیستم های تاسیساتی، آسایش پیاده راه های اطراف، جانمایی فضاها در سایت طراحی و هم چنین مکان یابی توربین های بادی در صورت وجود دست یافت.

Internal CFD: این یخش مرتبط با تحلیل سرعت، فشار و دمای جریان های هوایی و هم چنین سایر پارامترهای مرتبط نظیر سن و ماندگاری مولکول های هوا جهت تعیین میزان تازگی هوا (Air Freshness) و هم چنین تحلیل آسایش حرارتی (Comfort Design) در فضاهای داخلی ساختمان می باشد. نتایج حاصل از این تحلیل می تواند به پیش بینی و ارزیابی تاثیر بازشوهای ساختمان در تهویه طبیعی و ورود هوای تازه به ساختمان، بررسی رفتار انواع تاسیسات ساختمانی و جریان های هوایی مرتبط با آن، برآورد انواع Heat Gain شامل حضور افراد و تجهیزات و بخش های مختلف سیستم های تاسیساتی نظیر رادیاتور و دریچه های مکند و دمنده (Supply Diffuser and Extract Grill) بپردازد. علاوه بر آن امکان برآورد میزن هوای تازه و هم چنین تحلیل آسایش حرارتی در پروژه با توجه به جریان هوایی موجود در فضای مورد نظر را فرآهم می آورد.

دراین مجموعه آموزشی تمامی تعاریف، نکات، تکنیک ها و گزینه های مرتبط با تحلیل سی اف دی خارجی –External CFD Analysis درنرم افزار دیزاین بیلدر در قالب یک برج مسکونی توضیح داده شده و مسائل مرتبط با آن ها بررسی شده است.

در مجموعه های دیگر آموزشی مرتبط با تحلیل CFD، تحلیل سی اف دی داخلی –Internal CFD، جهت تحلیل و ارزیابی انواع جریان های هوایی و دمایی در فضاهای داخلی با استفاده از تهویه طبیعی و هم چنین سیستم های تاسیساتی در قالب یک کلاس درس به طور کامل بررسی شده است.

مخاطب این مجموعه پس از فراگیری کامل دوره آموزشی امکان تحلیل و بررسی نتایج حاصل از محاسبات داینامیک جریان ها هوایی (CFD) را در فضاهای داخلی و خارجی ساختمان ها فراخواهد گرفت و هم چنین قابلیت تحلیل و بهره مندی کاربردی نتایج را به منظور تعیین شرایط بهینه تاثیر تهویه طبیعی، آسایش طراحی، مکان یابی سیستم های تاسیساتی و هم چنین قرار گیری فضاهای پیاده راه و سیستم های انرژی تجدید پذیر در بستر پروژه و بسیاری دیگر را فراخواهد گرفت.

• آشنایی با محاسبات داینامیک جریانات هوایی (Computational Fluid Dynamic)
• آشنایی با ویژگی ها و کاربردهای تحلیل CDF و چگونگی تعریف آن در نرم افزار دیزاین بیلدر
• انواع تحلیل CFD در نرم افزار دیزاین بیلدر و بیان ویژگی ها و کاربردهای هر کدام از ان ها
• بررسی پنجره Edit New CFD Analysis
• بررسی گزینه های موجود در پنجره CFD External Analysis

1. Grid Type
2. Default Grid Spacing
3. Grid Line Merge Tolerance

• بررسی گزینه های موجود در بخش Wind
• بررسی گزینه های موجود در بخش Site Domain Factor
• بررسی بخش Edit CFD Grid و توضیح در رابطه با چگونگی امکان تغییر Grid Region در مدل CFD پروژه
• توضیح در رابطه با گزینه Show CFD Grid Statistic
• برسی گزینه Add CFD Monitor Point
• بررسی اولیه CFD Calculation Option
• بررسی چگونگی همگرایی معادلات Solution Converge
• بررسی کامل گزینه های Display Option جهت CFD Slice
•  بررسی کامل گزینه های موجود در بخش Variable Setting
• توضیح در رابطه با بخش Slice Setting به منظور تعیین چگونگی نمایش گرافیکی تحلیل های حاصل از محاسبات CFD؛
• بررسی کاربردهای انواع تحلیل های External CFD؛
• بررسی گزینه 3D Contour جهت تحلیل های سه بعدی؛ توزیع فشار و سرعت جریان های هوایی اطراف ساختمان

بخش دوم: تحلیل جریان های هوایی – سی اف دی داخلی، تهویه طبیعی 

در این مجموعه آموزشی به بررسی یکی از کاربردی ترین و مهم ترین گزینه های تعریف شده در نرم افزار دیزاین بیلدر به نام  منظور تحلیل جریان های هوایی به نام CFD می پردازیم. به طور کل تحلیل CDF (Computational Fluid Dynamics) اصطلاحی است که جهت خانواده ای از روش های عددی به منظور محاسبه دما، سرعت، فشار و بسیاری از خواص سیالات در یک بخش از فضا مورد استفاده قرار می گیرد.

هدف از تحلیل CFD جهت ساختمان ها دست یابی به اطلاعات کاربردی و مفید شامل سرعت باد، دمای باد، فشار هوا و سایر ویژگی های مرتبط با توجه به شرایط پیرامونی در زمان های مورد نظر است تا به واسطه آن ها بتوان به ارزیابی مناسبی از توزیع هوا در محیط خارجی و داخلی ساختمان ها دست یافت. اطلاعاتی که می تواند طراحان را در پیش بینی تاثیر تهویه طبیعی، مکان یابی سیستم های تاسیساتی، ارزیابی آسایش حرارتی، گردش و پایداری هوای تازه، مکان یابی توربین های بادی و بسیاری دیگر کمک کند.   در نرم افزار دیزاین بیلدر دو نوع تحلیل CFD پیش بینی شده است:

• External CDF
• Internal CDF

External CFD: مرتبط با تحلیل سرعت و فشار جریان های هوایی اطراف ساختمان با توجه به شرایط وزش باد در منطقه پروژه است که می توان با استفاده از آن به طراحی بهینه جهت بازشوهای تهویه طبیعی، چگونگی قرار گیری دریچه های تخلیه و ورود هوای سیستم های تاسیساتی، آسایش پیاده راه های اطراف، جانمایی فضاها در سایت طراحی و هم چنین مکان یابی توربین های بادی در صورت وجود دست یافت که درآموزش مرتبط با آن تمامی نکات، تکنیک ها و مباحث مرتبط به طور کامل بررسی و تحلیل شده است.

Internal CFD: این بخش مرتبط با تحلیل سرعت، فشار و دمای جریان های هوایی و هم چنین سایر پارامترهای مرتبط نظیر سن و ماندگاری مولکول های هوا جهت تعیین میزان تازگی هوا (Air Freshness) و هم چنین تحلیل آسایش حرارتی (Comfort Design) در فضاهای داخلی ساختمان می باشد. نتایج حاصل از این تحلیل می تواند به پیش بینی و ارزیابی تاثیر بازشوهای ساختمان در تهویه طبیعی و ورود هوای تازه به ساختمان، بررسی رفتار انواع تاسیسات ساختمانی و جریان های هوایی مرتبط با آن، برآورد انواع Heat Gain شامل حضور افراد و تجهیزات و بخش های مختلف سیستم های تاسیساتی نظیر رادیاتور و دریچه های مکنده و دمنده (Supply Diffuser and Extract Grill) بپردازد. علاوه بر آن امکان برآورد میزن هوای تازه و هم چنین تحلیل آسایش حرارتی در پروژه با توجه به جریان هوایی موجود در فضای مورد نظر را فرآهم می آورد.

دراین مجموعه آموزشی تمامی تعاریف، نکات، تکنیک ها و گزینه های مرتبط با سی اف دی داخلی Internal CFD در جریان تحلیل و ارزیابی تاثیر تهویه طبیعی در یک کلاس درس توضیح داده شده و مسائل مرتبط با آن ها بررسی شده است. در مجموعه دوم نیز به تاثیر و ارزیابی سیستم های تاسیساتی و ارزیابی جریان های هوایی و دمایی مرتبط با آن در فضای کلاس درس با در نظر گرفتن مبلمان های مرتبط و کلیه تنظیمات، نکات و تکنیک های مرتبط پرداخته شده است. مخاطب این مجموعه پس از فراگیری این دوره آموزشی امکان تحلیل و بررسی نتایج حاصل از محاسبات داینامیک جریان ها هوایی (CFD) را در فضاهای داخلی ساختمان ها فراخواهد گرفت و هم چنین قابلیت تحلیل و بهره مندی کاربردی نتایج را به منظور تعیین چگونگی تاثیر تهویه طبیعی، آسایش حرارتی، گردش جریانات هوایی و دمایی و بسیاری دیگر را فراخواهد گرفت.

• بررسی Internal CFD : کاربردها، امکانات و گزینه های مرتبط با آن
• بررسی شرایط و نکات مهم جهت انجام صحیح محاسبات Internal CFD
  
• وارد کردن صحیح اطلاعات اقلیمی به منظور استفاده از آن ها در تحلیل سی اف دی
• بررسی و تعیین کاربری ها
• آشنایی و بررسی کامل گزینه های موجود در بخش CFD Model Data جهت ایجاد شرایط CFD Boundary Condition
  
• تعریف و توضیح کامل CFD Boundary Condition
  
• بررسی گزینه های موجود در بخش Internal Analysis Boundary شامل

1. Inside Surface Temperature (Internal Surface)
2. Inside Surface Temperature (external Surface)
3. Inside Surface Window Temperature (external Window)
4. Incoming Air Temperature

• بررسی بخش Component Setting
  
•  ایجاد و پیاده سازی تنظیمات مرتبط با تهویه طبیعی جهت آنالیز آن در محاسبات و تحلیل CFD
• توضیح و بررسی نکات و تکنیک های مهم در رابطه با تهویه طبیعی، نفوذ هوا و مدلسازی جریان هوا از طریق بازشوها جهت ایجاد فرآیند صحیح در محاسبات Internal CFD
• شبیه سازی حرارتی پروژه (Run Simulation) جهت ایجاد نتایج مرتبط با رفتار حرارتی زون مورد نظر و توضیحات مرتبط با آن جهت اعمال نتایج حاصل از شبیه سازی در محاسبات Internal CFD
• بررسی گزینه Lump Similar Window on Surface
• بررسی کامل گزینه CFD Boundary Condition Editor؛ جهت وارد کردن داده های حاصل از شبیه سازی پروژه به فرآیند تحلیل و محاسبات Internal CFD در بازه زمانی مورد نظر
• بررسی Flow Balance و Temperature در پنجره Edit CFD Boundary Conditions
• مروری بر نکات ارائه شده در بخش قبل جهت ایجاد شرایط لازم به منظور اجرای صحیح محاسبات و تحلیل های CFD
• بررسی CFD Monitor Point در تحلیل داخلی سی اف دی
• آشنایی، توضیح و بررسی تمامی گزینه های موجود در Calculation Option
• توضیح در رابطه با Turbulence Model و گزینه های آن

1. Constant Effective Velocity
2. K-e

• بررسی گزینه Discretization Scheme
  
• بررسی گزینه Isothermal
  
• بررسی گزینه Dependent Variable Control Setting و توضیح در رابطه با امکان رفع مشکل عدم همگرایی
• انجام محاسبات CFD و بررسی نتایج
• تحلیل نتایج و بیان گرافیکی توزیع جریانات هوایی و مشخصات آن نظیر سرعت، دما و فشار به صورت دو بعدی و سه بعدی (3D Contour)
• بررسی و توضیح بخش Update CFD Comfort جهت تحلیل و ارزیابی شرایط آسایشی داخل فضا و میانگین توزیع دمای تشعشعی (Mean Radian Temperature)
• توضیح و بررسی بخش Calculated LMA جهت تعیین میزان تازگی هوای موجود در زون

بخش سوم: تحلیل جریان های هوایی – سی اف دی داخلی در بخش تاسیسات مکانیکی

در این مجموعه آموزشی به بررسی یکی از کاربردی ترین و مهم ترین گزینه های تعریف شده در نرم افزار دیزاین بیلدر به منظور تحلیل جریان های هوایی به نام CFD می پردازیم. به طور کل تحلیل CDF (Computational Fluid Dynamics) اصطلاحی است که جهت خانواده ای از روش های عددی به منظور محاسبه دما، سرعت، فشار و بسیاری از خواص سیالات در یک بخش از فضا مورد استفاده قرار می گیرد.

هدف از تحلیل CFD جهت ساختمان ها دست یابی به اطلاعات کاربردی و مفید شامل سرعت باد، دمای باد، فشار هوا و سایر ویژگی های مرتبط با توجه به شرایط پیرامونی در زمان های مورد نظر است تا به واسطه آن ها بتوان به ارزیابی مناسبی از توزیع هوا در محیط خارجی و داخلی ساختمان ها دست یافت. اطلاعاتی که می تواند طراحان را در پیش بینی تاثیر تهویه طبیعی، مکان یابی سیستم های تاسیساتی، ارزیابی آسایش حرارتی و پایداری هوای تازه، مکان یابی توربین های بادی و بسیاری دیگر کمک کند.  

در نرم افزار دیزاین بیلدر دو نوع تحلیل CFD پیش بینی شده است:

• External CDF
• Internal CDF

External CFD: مرتبط با تحلیل سرعت و فشار جریان های هوایی اطراف ساختمان با توجه به شرایط وزش باد در منطقه پروژه است که می توان با استفاده از آن به طراحی بهینه جهت بازشوهای تهویه طبیعی، چگونگی قرار گیری دریچه های تخلیه و ورود هوای سیستم های تاسیساتی، آسایش پیاده راه های اطراف، جانمایی فضاها در سایت طراحی و هم چنین مکان یابی توربین های بادی در صورت وجود دست یافت.

Internal CFD: این یخش مرتبط با تحلیل سرعت، فشار و دمای جریان های هوایی و هم چنین سایر پارامترهای مرتبط نظیر سن و ماندگاری مولکول های هوا جهت تعیین میزان تازگی هوا (Air Freshness) و هم چنین تحلیل آسایش حرارتی (Comfort Design) در فضاهای داخلی ساختمان می باشد. نتایج حاصل از این تحلیل می تواند به پیش بینی و ارزیابی تاثیر بازشوهای ساختمان در تهویه طبیعی و ورود هوای تازه به ساختمان، بررسی رفتار انواع تاسیسات ساختمانی و جریان های هوایی مرتبط با آن، برآورد انواع Heat Gain شامل حضور افراد و تجهیزات و بخش های مختلف سیستم های تاسیساتی نظیر رادیاتور و دریچه های مکند و دمنده (Supply Diffuser and Extract Grill) بپردازد. علاوه بر آن امکان برآورد میزن هوای تازه و هم چنین تحلیل آسایش حرارتی در پروژه با توجه به جریان هوایی موجود در فضای مورد نظر را فرآهم می آورد.

دراین مجموعه آموزشی تمامی تعاریف، نکات، تکنیک ها و گزینه های مرتبط با تحلیل CFD در بخش تاسیسات مکانیکی درنرم افزار دیزاین بیلدر (Internal CFD Analysis - HVAC System) در جریان یک مدل کلاس درس توضیح داده شده و تمامی تعاریف، نکات، تکنیک ها و کاربردهای مرتبط با آن ها بررسی شده است.

مخاطب این مجموعه پس از فراگیری این دوره آموزشی امکان تحلیل و بررسی نتایج حاصل از محاسبات داینامیک جریان ها هوایی (CFD) را در فضاهای داخلی ساختمان با بهره مندی از تاسیسات مکانیکی فراخواهد گرفت. هم چنین قابلیت تحلیل و بهره مندی کاربردی نتایج را به منظور ارزیابی تاثیر جریان های هوایی متاثر از تاسیسات مکانیکی و نفوذ هوا بر فضای زیستی را به طور کامل فراخواهد گرفت. علاوه بر موارد ذکر شده تحلیل آسایش حرارتی متاثر از جریان های هوایی، مکان یابی مناسب سیستم های تاسیساتی، تعیین چگونگی گردش هوا و میزان تازگی هوای موجود با ارزیابی پایداری مولکولی نیز از دیگر موارد مورد بحث در این بخش آموزشی از مجموعه آموزشی " تحلیل جریان های هوایی" در نرم افزار دیزاین بیلدر می باشد.

• جمع بندی نتایج ارائه شده در بخش قبل و بیان کاربردها
• توضیح در رابطه با CFD Boundary و Assemblies و چگونگی تعریف آن ها در پروژه با توجه به نتایج حاصل از Simulation
• بررسی کامل نکات و تنظیمات مرتبط با ترسیم CFD Boundary
• بررسی گام به گام تعریف و جاگذاری Assemblies در پروژه به عنوان افراد، موانع، جریانات گرمایی و ...
• چگونگی تعریف انواع Internal Gain های تعریف شده در پروژه کلاس درس جهت درج در محاسبات Internal CFD
• توضیح در رابطه با Mass در CFD Assemblies
• شبیه سازی رفتار حرارتی پروژه در بازه مورد نظر جهت واقعی سازی و تعریف نتایج آن در تحلیل CFD و ارائه توضیحات مهم مرتبط با نتایج شبیه سازی
• توضیح در رابطه با Infiltration
• بررسی و توضیح گزینه CFD Analysis Manager
• بررسی و توضیح در رابطه با چگونگی رفع خطای Solution not Converged
• تحلیل، ارزیابی و بررسی نتایج مختلف به دست آمده حاصل از محاسبات Internal CFD دررابطه با سیستم تاسیساتی تعریف شده در بخش ها و پارامترهای مختلف شامل

1.  Pressure
2. Velocity
3. Temperature

• همچنین بررسی نتایج مرتبط با محاسبات تازگی هوا و آسایش حرارتی شامل

1. Update CFD Comfort
2. Calculated LMA