از اوایل دهه 1970 میلادی، بحران انرژی و تخریب لایه ازن و گرم شدن کره زمین موجبات اعمال قوانین برای کنترل مصرف انرژی را فراهم آورد. در این شرایط، با توجه به محدود بودن ذخایر سوخت‌های فسیلی و آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از سوزاندن آن‌ها، طراحی‌های مناسب می‌تواند با استفاده از راه‌کار سیستم‌های غیرفعال، به کاهش انرژی مصرفی نهایی ساختمان منجر شود. سیستم‌های غیرفعال خورشیدی از بارزترین و مؤثرترین راه‌کارهای موجود است. سیستم‌های خورشیدی غیرفعال مانند دودکش خورشیدی برای کارکردن به تشعشع خورشیدی نیاز دارند. از این‌رو، با از میان رفتن انرژی خورشیدی، تهویه طبیعی پایداری ارائه نمی‌کنند. بنابراین، جهت داشتن شرایط پایدار، بهتر است انرژی خورشیدی طی روز ذخیره شده و طی شب آزاد شود. مواد تغییرفاز‌دهنده انرژی حرارتی اضافی را طی روز و حضور تابش خورشید ذخیره  کرده و طی شب در راستای ایجاد تهویه یکنواخت آزاد می‌کنند. در این پایان‌نامه، با استفاده از شبیه‌سازی CFD، تأثیر استفاده از مواد تغییرفاز‌دهنده در دودکش خورشیدی جهت فراهم آوردن دما و جریان هوا پایدار و یکنواخت برای اتاق نگهبانی، با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) بررسی شده است. شبیه‌سازی برای یک شبانه‌روز کامل زمستانی در دو وضعیت با و بدون استفاده از مواد تغییرفاز‌دهنده در پنل خورشیدی انجام گرفته است. شبیه‌سازی برای پنج روز فیزیکی انجام گرفته تا از تأثیر شرایط اولیه بر نتایج تا حد زیادی کاسته شده و نتایجی مستقل از شرایط اولیه به دست آید. کلیه معادلات حاکم با استفاده از نرم‌افزار تجاری انسیس فلوئنت حل شده است. جهت شبیه‌سازی تشعشع خورشیدی کد UDF نوشته شده و به کمک نرم‌افزار آمده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از مواد تغییرفاز‌دهنده به عنوان ابزار نگه‌دارندهانرژی به طور قابل توجهی پایداری دمای اتاق نگهبانی و جریان هوا در دودکش خورشیدی را افزایش می‌دهد.

آنچه در این مستند خواهید آموخت:

1- سیستم‌های خورشیدی غیرفعال

2- مواد تغییرفاز‌دهنده

3- محیط متخلخل

4- استقلال نتایج از اندازه شبکه

5- جابه‌جایی طبیعی و مدل بوسینسک

6- روش VOF

7- تشعشع خورشیدی بر سطح شیب‌دار

8- نحوه اعمال کد UDF بر شرایط مرزی در نرم افزار FLUENT ( فلوینت )

9- پردازش موازی

نکات و الزامات:

1- آشنایی اولیه با مفاهیم  CFD

2- آشنایی با مفاهیم انتقال حرارتی و جابه‌جایی طبیعی و مدل بوسینسک

3- آشنایی با UDF نویسی در نرم افزار Ansys Fluent 15

4- آشنایی با محیط برنامه‌نویسی C

5- آشنایی با روش‌های گسسته‌سازی معادلات مومنتوم، فشار و انرژی

برای آشنایی با نرم افزار Fluent  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Fluent از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Fluent  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Fluent

- آموزش نصب نرم افزار Fluent