Analizy numeryczne CFD:
Odziaływania wiatru, pożarowe, przepływowe, weryfikacja HVAC Analizy numeryczne CFD:
Odziaływania wiatru, pożarowe, przepływowe, weryfikacja HVAC Analizy numeryczne CFD:
Odziaływania wiatru, pożarowe, przepływowe, weryfikacja HVAC Analizy numeryczne CFD:
Odziaływania wiatru, pożarowe, przepływowe, weryfikacja HVAC

Symulacje CFD

Analizy numeryczne CFD to zaawansowana technika modelowania przepływów, pozwalająca na wyznaczenie rzeczywistych rozkładów wielkości fizycznych takich jak: prędkość, ciśnienie, temperatura, stężenia i in. w całej domenie obszaru symulacji. Uzyskany wynik nie jest zatem jedną uśrednioną wartością liczbową – tylko bardziej rzeczywistym rozkładem tych wielkości w przestrzeni. Symulacje CFD znajdują zastosowanie w tych przypadkach, gdzie geometria i ilość zjawisk sprzężonych jest na tyle skomplikowana, że nie jest możliwe posłużenie się normami branżowymi lub standardową praktyką inżynierską. Symulacje numeryczne są czasochłonne ich zastosowanie należy odpowiednio zaplanować w harmonogramie realizacji projektu. Analizy numeryczne pozwalają na zoptymalizowanie projektu na wczesnym etapie, lub znaleźć problemy, które są niemożliwe do wykrycia bez użycia CFD – a których rozwiązywanie na późniejszym etapie kosztowałoby setki tysięcy złotych.

SYMULACJE CFD:

Symulacje dla budynków:

  • weryfikacja skuteczności działania systemów HVAC,
  • analizy komfortu cieplnego (PMV, PPD),
  • propagacja zanieczyszczeń w pomieszczeniach lub na zewnątrz.

Symulacje pożarowe:

  • analizy rozwoju pożaru,
  • analizy skuteczności działania wentylacji pożarowej,
  • analizy oddziaływania pożaru na elementy konstrukcyjne.

Wielkoskalowa aerodynamika zewnętrzna:

  • analizy oddziaływania wiatru na budynki,
  • analiza komfortu przechodniów i dostępności wiatru.

Inne symulacje przepływowe:

  • analizy przepływu wewnątrz rurociągów lub w kanałach wentylacyjnych,
  • analizy przepływowe z wymianą ciepła.

Wykorzystywane oprogramowanie:

  • NIST FDS + PYROSIM,
  • ANSYS FLUENT.
Wszystkie usługi mogą być świadczone w języku angielskim
OPIS PRZYKŁADOWYCH ZASTOSOWAŃ:
Przykład 1

Projekt wysokiego budynku w gęstej zabudowie miejskiej. Rozkład ciśnień na takim budynku będzie całkowicie inny niż wg procedur w Eurokodzie. Spiętrzenie aerodynamiczne spowoduje ponadnormatywne oddziaływania w wyższej częsci fasady i wyraźnie niższe w obszarze osłonięcią istniejącą zabudową. Oznacza to zupełnie inne założenia dla projektu konsturkcji.

Przykład 2

Zaprojektowano oddymianie w budynku wg polskiej normy lub NFPA. Czy rozwiązanie jest wystarczająca dla najbardziej niekorzystnych scenariuszy pożarowych? Symulacje pożarowe pozwalają to sprawdzić. Często okazuje się, że powierzchnia klap dymowych powinna być większa, bywa, że trzeba zastosować oddymianie mechaniczne o większej wydajności (2x, czasem 3x !), niż wynika z obliczeń normowych. Zainwestowane 20-30 tysięcy w symulacje pożarową jest znikomym kosztem w porównaniu do kosztów zmiany systemu w istniejącym już budynku.

Przykład 3

Przepisy pozwalają na stosowanie „zblokowanych” czerpnio-wyrzutni na dachu budynku, bez zachowywania minimalnej odległości pomiędzy nimi. Na dachu często też lokalizowane są agregaty wody lodowej, wentylatory wywiewne, skraplacze. Jak oddziałują na siebie te elementy? Jaki jest stopień recyrkulacji powietrza zużytego z powrotem do czerpni central? Czy geometria budynku nie tworzy cienia aerodynamicznego utrudniając efektywne odprowadzenie ciepłego powietrza z agregatu? Zainwestowanie w symulację CFD pozwala zbadać te zjawiska i zoptymalizować projekt.

Przykład 4

Zlokalizowanie na dachu budynku emitora / komina w zabudowie budynków, z których część posiada większą wysokość. Czy zanieczyszczenia zostaną rozcieńczone dostatecznie szybko, aby okoliczne czerpnie wentylacyjne i pomieszczenia z otwieralnymi oknami były bezpieczne? Symulacja CFD pozwala to sprawdzić i wskazać optymalną lokalizację i wysokość emitora i tym samym uniknąć kosztów zmian na późniejszym etapie lub spraw sądowych wytoczonych przez właścicieli sąsiednich działek.

Przykład 5

Czy system HVAC działa efektywnie? Dana jest hala przemysłowa z liniowym źródłem ciepła. Najtańsze i najczęściej spotykane rozwiązanie w zakresie wentylacji to ułożenie szeregu nawiewników w przestrzeni podstropowej. Czy taka wentylacja zapewni optymalne parametry w przestrzeni pracy (na wys. do 2.0m?). Gdzie występują martwe strefy, w których mogą kumulować się zanieczyszczenia? Często okazuje się, że przy tej samej ilości powietrza zmiana usytuowania nawiewu poprzez skierowanie go w inne miejsce można znacząco polepszyć komfort pracy, lub wykazać, że projektowany system po prostu nie zadziała poprawnie. Zainwestowanie w symulację CFD pozwala to zbadać już na etapie koncepcji i przekonać klienta do zmiany układu np. na przemysłową wentylację wyporową na etapie projektu. Inwestycja w symulacje pozwala uniknąć setek tysięcy złotych kosztów przeróbki istniejących systemów.

CO WPŁYWA NA KOSZT USŁUGI I CZAS REALIZACJI?

Symulacje CFD wymagają bardzo dużej mocy obliczeniowej (konieczne jest użycie specjalnej stacji roboczej wyposażonej w wydaje procesory, co najmniej 12-16 rdzeni i 128GB RAM lub więcej). Koszt takiego sprzętu jest od 5 do 10 razy większy niż w przypadku typowego komputera osobistego. Posiadamy własną stację roboczą do wykonywania takich obliczeń. Około 2/3 wyceny usługi to koszt dzierżawy licencji oprogramowania, jest on wysoki – ale zgodnie z naszą filozofią: używamy tylko najlepszych i najbardziej sprawdzonych programów do symulacji. Typowa domena obliczeniowa to od kilku do kilkudziesięciu milionów komórek w siatce dyskretyzacji. Czas obliczeń pojedynczego wariantu może sięgać 2 tygodni pracy solvera obliczeniowego 24h/d nie uwzględniając fazy pre-processingu i post-procesingu lub przygotowania raportu. Wszystko zależy od wielkości obiektu / obszaru, stopnia złożoności modelu oraz czy analiza ma być w stanie ustalonym (steady-state) czy nieustalonym (transient). Każdy przypadek jest inny zapraszamy do kontaktu i indywidualnej wyceny.

Ze względu na sposób licencjonowania programu Ansys Fluent, zlecenia na symulacje wykonywane w tym programie powinny być pakietowane – tj. powinno być to kilka symulacji lub kilka wariantów (np 8 kierunków wiatru dla planowanej inwestycji a nie 1) albo jedna większa symulacja. Wynika to z kosztów dzierżawy okresowej licencji. Licencja dzierżawiona jest pod konkretny projekt.