بهینه سازی مکان سیستم های گرمایشی داخل ساختمان به منظور کاهش میزان مصرف انرژی و انتشار ذرات و آلاینده ها با استفاده از روش شبکه

با توجه به اینکه عمده وقت انسان¬ها در زندگی¬های مدرن داخل ساختمان گذرانده می¬شود (بیش از 85 درصد) کیفیت هوای داخلی و بررسی میزان و چگونگی انتقال ذرات و آلاینده ها توجه بسیاری از محققین و طراحان را به خود جلب کرده است. در ساختمان های مدرن امروزی دستگاه های مختلفی برای تامین گرمای مورد نیاز اتاق ها استفاده می شود که این مساله مقدار زیادی انرژی نیز مصرف می کند، به همین دلیل بررسی هوای داخل اتاق از نظر انرژی نیز حائز اهمیت می باشد. جریان داخل اتاق بدلیل اینکه شامل جریان جابجایی آزاد، اجباری و یا هر دو می باشد از پیچیدگی خاصی برخوردار است به همین دلیل بررسی آزمایشگاهی این گونه جریان ها پرهزینه می باشد، این موضوع شبیه سازی های عددی آن را از جذابیت خاصی بین محققین برخوردار می کند. در دهه های اخير روش شبكه بولتزمن براي شبيه‌سازي جريان سيال مورد توجه بسياری از مهندسين قرار گرفته است زیرا در این روش كليه محاسبات صريح بوده و نياز به حل هيچ دستگاهي از معادلات نمي باشد و به دليل ماهيت موضعي محاسبات، اين روش به سادگي قابليت موازي شدن را دارد که این موضوع کاهش زمان محاسباتی را به همراه دارد. هندسه مورد مطالعه جریان سه بعدی داخل یک اتاق بیمارستان می باشد که دارای یک سیستم گرمایشی در نزدیکی یکی از دیواره ها است، این سیستم گرمایشی قابلیت تغییر مکان دارد. با توجه به قابلیت تغییر مکان سیستم گرمایشی در این طرح سعی بر آن است تا جایگاهی بهینه برای این سیستم طراحی شود بطوری که بیشترین میزان انتقال حرارت به داخل ساختمان (کمترین میزان هدر رفت انرژی) را داشته باشیم و همچنین میزان انتشار ذرات (آلاینده ها) به حداقل مقدار ممکن کاهش داده شود. شرایط مرزی مورد استفاده در این هندسه شرط عدم لغزش و همچنین دمای ثابت برای دیواره ها می باشد. روش کار به این صورت است که میدان جریان و انتقال حرارت داخل ساختمان برای مکان های مختلف سیستم گرمایشی با استفاده از روش شبکه بولتزمن بر پایه زمان آرامش چندگانه دوتایی تحلیل خواهد شد و با استفاده از نتایج بدست آمده برای میزان انتقال حرارت و همچنین پخش ذرات، مکان بهینه برای سیستم گرمایشی به منظور کاهش مصرف انرژی و انتقال آلاینده ها انتخاب خواهد شد.