Υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξοικείωση του χρήστη με λογισμικό υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD) και η χρήση αυτού για την μοντελοποίηση ενός προβλήματος. Συγκεκριμένα, το Fire Dynamics Simulator (FDS) για τον υπολογισμό και το Pyrosim, για τον σχεδιασμό και την προσομοίωση π...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14669 |
| id |
nemertes-10889-14669 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Υπολογιστική ρευστοδυναμική Τυρβώδης ροή Προσομοίωση μεγάλων δινών Turbulent flow Fluid dynamics |
| spellingShingle |
Υπολογιστική ρευστοδυναμική Τυρβώδης ροή Προσομοίωση μεγάλων δινών Turbulent flow Fluid dynamics Χριστοδουλάκης, Γεώργιος Υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα |
| description |
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξοικείωση του χρήστη με λογισμικό υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD) και η χρήση αυτού για την μοντελοποίηση ενός προβλήματος. Συγκεκριμένα, το Fire Dynamics Simulator (FDS) για τον υπολογισμό και το Pyrosim, για τον σχεδιασμό και την προσομοίωση πυρκαγιάς του μοντέλου, η οποία θα λάβει μέρος σε ένα μικρό διαμέρισμα.
Αρχικά, παρουσιάζονται στατιστικά στοιχεία τα οποία δείχνουν τις οικονομικές και κοινωνικές συνέπειες που έχουν αυτές οι πυρκαγιές, τα αίτια από τα οποία προκλήθηκαν και οι τρόποι αντιμετώπισής τους. Στη συνέχεια, αναλύεται η θεωρία πίσω από τα προγράμματα CFD, οι εξισώσεις, δηλαδή, που διέπουν ένα πρόβλημα. Επίσης, αναλύονται οι εξισώσεις Navier-Stokes, οι οποίες χρησιμοποιούνται από τα CFD λογισμικά για την περιγραφή των προβλημάτων. Παρατίθεται η θεωρία της τύρβης καθώς αυτή αποτελεί το βασικό πρόβλημα στην υπολογιστική ανάλυση ενός ροϊκού φαινομένου, οι τρόποι ανάλυσής της, DNS (Direct Numerical Solution) και LES (Large Eddy Simulation) και τα μοντέλα τύρβης που χρησιμοποιούνται συνήθως σε αυτά τα λογισμικά. Περιγράφονται μερικές εφαρμογές που αναπτύχθηκαν μέσω του προγράμματος Pyrosim, για την κατανόηση των δυνατοτήτων του λογισμικού αυτού. Έπειτα, η θεωρία τίθεται σε εφαρμογή σχεδιάζοντας το μοντέλο του διαμερίσματος που προαναφέρθηκε. Σε αυτό, αφού καθοριστούν όλες οι παράμετροι του μοντέλου, από την γεωμετρία και τα υλικά του διαμερίσματος, μέχρι το πλέγμα που θα χρησιμοποιηθεί και τα αποτελέσματα που επιδιώκονται να εξαχθούν, θα γίνουν διάφορα σενάρια με σκοπό την ανάλυση και κατανόηση του φαινομένου της πυρκαγιάς.
Τέλος, θα παρουσιαστούν τα ανάλογα αποτελέσματα και θα συγκριθούν σχετικά με αυτά άλλων σεναρίων. |
| author2 |
Christodoulakis, Georgios |
| author_facet |
Christodoulakis, Georgios Χριστοδουλάκης, Γεώργιος |
| author |
Χριστοδουλάκης, Γεώργιος |
| author_sort |
Χριστοδουλάκης, Γεώργιος |
| title |
Υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα |
| title_short |
Υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα |
| title_full |
Υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα |
| title_fullStr |
Υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα |
| title_full_unstemmed |
Υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα |
| title_sort |
υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14669 |
| work_keys_str_mv |
AT christodoulakēsgeōrgios ypologistikēprosomoiōsēpyrkagiassemikrodiamerisma AT christodoulakēsgeōrgios computationalsimulationoffireinasmallapartment |
| _version_ |
1771297222978174976 |
| spelling |
nemertes-10889-146692022-09-05T13:56:00Z Υπολογιστική προσομοίωση πυρκαγιάς σε μικρό διαμέρισμα Computational simulation of fire in a small apartment Χριστοδουλάκης, Γεώργιος Christodoulakis, Georgios Υπολογιστική ρευστοδυναμική Τυρβώδης ροή Προσομοίωση μεγάλων δινών Turbulent flow Fluid dynamics Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξοικείωση του χρήστη με λογισμικό υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD) και η χρήση αυτού για την μοντελοποίηση ενός προβλήματος. Συγκεκριμένα, το Fire Dynamics Simulator (FDS) για τον υπολογισμό και το Pyrosim, για τον σχεδιασμό και την προσομοίωση πυρκαγιάς του μοντέλου, η οποία θα λάβει μέρος σε ένα μικρό διαμέρισμα. Αρχικά, παρουσιάζονται στατιστικά στοιχεία τα οποία δείχνουν τις οικονομικές και κοινωνικές συνέπειες που έχουν αυτές οι πυρκαγιές, τα αίτια από τα οποία προκλήθηκαν και οι τρόποι αντιμετώπισής τους. Στη συνέχεια, αναλύεται η θεωρία πίσω από τα προγράμματα CFD, οι εξισώσεις, δηλαδή, που διέπουν ένα πρόβλημα. Επίσης, αναλύονται οι εξισώσεις Navier-Stokes, οι οποίες χρησιμοποιούνται από τα CFD λογισμικά για την περιγραφή των προβλημάτων. Παρατίθεται η θεωρία της τύρβης καθώς αυτή αποτελεί το βασικό πρόβλημα στην υπολογιστική ανάλυση ενός ροϊκού φαινομένου, οι τρόποι ανάλυσής της, DNS (Direct Numerical Solution) και LES (Large Eddy Simulation) και τα μοντέλα τύρβης που χρησιμοποιούνται συνήθως σε αυτά τα λογισμικά. Περιγράφονται μερικές εφαρμογές που αναπτύχθηκαν μέσω του προγράμματος Pyrosim, για την κατανόηση των δυνατοτήτων του λογισμικού αυτού. Έπειτα, η θεωρία τίθεται σε εφαρμογή σχεδιάζοντας το μοντέλο του διαμερίσματος που προαναφέρθηκε. Σε αυτό, αφού καθοριστούν όλες οι παράμετροι του μοντέλου, από την γεωμετρία και τα υλικά του διαμερίσματος, μέχρι το πλέγμα που θα χρησιμοποιηθεί και τα αποτελέσματα που επιδιώκονται να εξαχθούν, θα γίνουν διάφορα σενάρια με σκοπό την ανάλυση και κατανόηση του φαινομένου της πυρκαγιάς. Τέλος, θα παρουσιαστούν τα ανάλογα αποτελέσματα και θα συγκριθούν σχετικά με αυτά άλλων σεναρίων. The scope of this thesis is to familiarize the user with computational fluid dynamics (CFD) software, which eventually will be used in a model. Specifically, the Fire Dynamics Simulator (FDS) software for the computation and Pyrosim for the design and simulation of the fire model, which will be a fire in a small apartment. Firstly, statistical data are shown which provide the socio-economic consequences of the fires, the causes and solutions to the problem. Moving forward, the theory of CFD programs is analyzed. For example, the governing equations of a problem, which are the principles of conservation of mass, energy and momentum. Also, the equations Navier-Stokes, which constitute the most important equations used by CFD software, in order to describe a problem. The theory of turbulence is also cited, as this is regarded the major problem to the numerical solution of a fluid problem. Moreover, the methods used to analyze turbulent flows, Direct Numerical Solution (DNS) and Large Eddy Simulation (LES) and turbulent models that are used by CFD software to simulate a flow. Some tutorials were performed with Pyrosim, in order to understand the possibilities of this software. The tutorials that were performed ranged from simple ones, such as the simulation of air flow and the simulation of a fire inside a room, to more intricate ones, like importing a complex geometry model, setting an extinguishing mechanism, or the creation of fluid motion by opening a door. Next, as the first part of theory and tutorials has finished, the model of the apartment will be designed. All the parameters are going to be defined, such as the materials of the apartment, the surfaces, the mesh and the outputs that are desired. Then, a few scenarios are going to be put to the test, in order to get different results for the better comprehension of the fire phenomena. Finally, these results are going to be compared in order to distinguish the differences between the scenarios and what cause these fluctuations to the results 2021-03-11T11:11:46Z 2021-03-11T11:11:46Z 2021-03-10 http://hdl.handle.net/10889/14669 gr application/pdf |
