CC BY
3УДК 533.6
Бусарева Е.А.
студент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет (г. Санкт-Петербург, Россия)
ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОМЕЩЕНИИ КАССОВОГО ЗАЛА СТАНЦИИ МЕТРО В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ STAR - CCM+
Аннотация: в работе рассмотрены результаты компьютерного моделирования в программном комплексе STAR-CCM+ для помещения - кассового зала станции метро. В процессе моделирования были рассчитаны поля распределения температур, концентраций и скоростей CO2 и CO в воздухе.
Ключевые слова: аэродинамика, газообмен, теплообмен, компьютерное моделирование.
По заданию принято, что в помещении кассового зала станции метро находится 7 человек. Люди являются источниками СО2.
Скорость потока СО2 для людей равна 0.17 кг/с.
В качестве зон ввода СО2 для людей использовались одна из вертикальных сторон прямоугольника, обозначающих положение людей.
Также в газообмене в помещении участвуют:
1. Два открытых входа в помещение с улицы, скорость массового расхода воздуха равна 1,27 кг/с, температура 5 °С;
2. Притоки на потолке помещения размером 400х200мм в количестве 14 шт, скорость массового расхода воздуха равно 0,97 кг/с, температура 20°;
3. Также обозначены следующие выходы для воздушных масс из помещения: открытая дверь в соседнее помещение, проход на второй этаж (в задаче второй этаж не моделировался), вытяжки.
План помещения, для которого проводилась симуляция, представлен на рисунке 1.
Рис. 1. План помещения.
Высота потолка в помещении составляет 5 м, максимальная длина помещения - 24,2 м, ширина - 24,8 м.
В качестве моделей людей были заданы параллелепипеды размером 0,5х0,5х1,8 м.
На рисунке 2 представлена геометрия исследуемого помещения кассового зала станции метро в программном комплексе STAR CCM.
Рис. 2. Геометрия помещения.
Для генерации сетки выбрали следующие модели:
1. Генератор многогранных ячеек.
2. Генератор поверхностной сетки.
А также заданы следующие опорные величины: 1. Базовый размер: 0,15 м.
В результате сгенерированная сетка имеет следующии характеристики: 4328691 cells, 8565791 faces, 730038 verts.
Изображение получившейся поверхностной сетки представлено на рисунке 3
Рис. 3. Сгенерированная поверхностная сетка.
Рис. 4. Прозрачное отображение сетки.
Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ» № 11 (68) Том 1. НОЯБРЬ 2023 г. Далее создаем физический континуум
На рисунке 5 представлены заданные параметры физического континуума смеси газов: СО2 и воздуха.
Дополнительные моден« О Адаптивная сетка (3 Аароакустииа
□ Виртуальный диск
П йоспрсм¿мни до ¿того мест*
□ Деформация сетки
| | Д исподе мая имз'офааиос'в (ММ*)
□ Жилка* плечкэ
□ и ¿л учение
О Интерюяяция решения Р"1 Лагрлжеаа мчогофаамоств
□ Моделв ограничения зэепиренмосги
□ Осреднение периферического теплового поток* О Пассив»мй скаляр
ГЦ Повар«ностчля кимня
□ подавление тув6утеи*мости
□ Пользовательское масшгаЬиооеаиие турбулентно«) вяэ«осги О Пористая среда
|~1 Совместней расчет
□ тепловой комфорт
□ Тоны» пленка
□ Электромагнетизм
□ Электрохимия
0 Автоматике*»«» восор рекомендуемы* моделей
Ра 5 ре ионные модели 3 Сила тяжести 0 Нейтрал игация ячеек гло! 0Двухслойна» дли любы* у* Я Дистанция степям
Допустимая двухслойная к-Сргиоп к-£ры1ап модели турбулентности Осред«?нмов по Рейнольдеу уравнен** навье-Сто<«са Турбулентный 0 Стоциомаргий
^ Уравнение энергии жидкости для темпа рлтурв 0 Идеальный га»
Раздеяеюье виды 0 Градиенты
Рамелетое течаеие 0не реагиоум>ший
Многокомпонентный газ 0 Трехмерной
<Яг требуется для друтмк моделей» •_Чо требуется для других моделей»
Рис. 5. Заданный физический континуум
Также были заданы необходимые начальные условия, после чего были запущены расчеты.
Результаты моделирования представлены на рисунках 6 -13.
Рис. 6. Заданный физический континуум
Рис. 7. Массовая доля СО2 в горизонтальном сечении помещения.
Рис. 8. Поля скоростей в горизонтальном сечении помещения.
Рис. 9. Поля температур в горизонтальном сечении помещения.
Рис. 10. Распределение температур в изометрии.
Рис. 11. Массовая доля кислорода в изометрии.
Рис. 12. Массовая доля СО2 в объеме.
Рис. 13. Векторное отображение скоростей потоков газов в горизонтальном сечении помещения.
Таким образом, при анализе полученных данных мы наблюдаем, что температура в помещении кассового зала равна 30°С, в большей части помещения скорость движения потоков газов около 0,5 м/с. Исключениями являются территории непосредственно рядом с людьми, а концентрация углекислого газа в помещении с и людьми в помещении остается минимальной.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Денисихина, Дарья Михайловна. Использование программы STAR-CCM+ при проектировании систем вентиляции [Текст]: учебное пособие / Д. М. Денисихина ; М-во образования и науки Российской Федерации, Санкт-Петербургский гос. архитектурно-строит. ун-т. - Санкт-Петербург : СПбГАСУ, 2013. - 62.
2. ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. - Взамен ГОСТ 30494-96; введ. с 01.01.2013. - М. : Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2011. - 15 с. - (Межгосударственный стандарт).
Busareva E.A.
Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering
(Saint-Petersburg, Russia)
STUDY OF AERODYNAMIC PROCESSES IN THE METRO STATION
TICKET OFFICE IN THE STAR-CCM+ SOFTWARE COMPLEX
Abstract: the article discusses the results of computer simulation in the STAR-CCM + software package for the considered premises is metro station ticket office. During the simulation, the distribution fields of temperatures, velocities, and concentrations of CO2 and CO in the air were calculated.
Keywords: aerodynamics, gas exchange, heat transfer, computer simulation, STAR-CCM+.
