Computational Fluid Dynamics and Energy Modelling in Buildings: Fundamentals and Applications

A مروری جامع بر مبانی شبیه‌سازی انتقال گرما و جرم و عملکرد انرژی در ساختمان‌ها

در قسمت اول کتاب دینامیک سیالات محاسباتی و مدل‌سازی انرژی در ساختمان‌ها : مبانی و کاربردها، نویسنده مبانی مکانیک سیالات، ترمودینامیک و انتقال حرارت را با تمرکز ویژه بر کاربرد آنها در ساختمان ها توضیح می دهد. این دانش پس‌زمینه صحنه را برای مدل‌سازی بیشتر گرما و حمل‌ونقل انبوه در ساختمان‌ها، با توضیح ساده‌سازی‌ها و مفروضات رایج تنظیم می‌کند.

در بخش دوم، نویسنده توضیح می دهد که چگونه اصول توضیح داده شده در بخش 1 می تواند برای مدل سازی جریان انرژی در ساختمان ها مورد استفاده قرار گیرد، که اساس تمام انرژی ساختمان تجاری و آموزشی است. ابزارهای شبیه سازی یک مفهوم شبکه گره ای مبتکرانه برای کمک به خوانندگان برای درک اصول اولیه قوانین حفاظت در ساختمان ها معرفی شده است. سپس کاربرد تکنیک‌های عددی برای تشکیل ابزارهای شبیه‌سازی پویا معرفی می‌شوند. به طور کلی، درک این تکنیک ها به خوانندگان کمک می کند تا به جای استفاده از تنظیمات پیش فرض، انتخاب های خود را هنگام کار با ابزارهای شبیه سازی انرژی ساختمان شناسایی و توجیه کنند.

اطلاعات دقیق جریان هوا در ساختمان ها را نمی توان در تکنیک های شبیه سازی انرژی ساختمان به دست آورد. بنابراین، بخش سوم بر معرفی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به عنوان یک تکنیک مدل‌سازی دقیق برای جریان هوا در ساختمان‌ها متمرکز است. این بخش با مقدمه ای بر مبانی روش حجم محدود مورد استفاده برای حل معادلات سیال حاکم آغاز می شود و چالش ها و ملاحظات مربوطه مورد بحث قرار می گیرد. فصل آخر این بخش راه حل های برخی از مشکلات عملی جریان هوا در داخل و اطراف ساختمان ها را پوشش می دهد.

جنبه کلیدی دینامیک سیالات محاسباتی و مدل سازی انرژی در ساختمان ها: مبانی و کاربردها این است که برای طراحی شده است. مخاطبان بدون تجربه گسترده گذشته از روش های عددی. دانشجویان کارشناسی یا کارشناسی ارشد در رشته‌های معماری، شهرسازی، جغرافیا، مهندسی معماری و سایر رشته‌های مهندسی، به همراه متخصصان عملکرد و شبیه‌سازی ساختمان، می‌توانند از این کتاب برای کسب وضوح بیشتر در مورد موضوعات شبیه‌سازی انرژی ساختمان و دینامیک سیالات محاسباتی استفاده کنند. span>

A Comprehensive Overview of the Fundamentals of Heat and Mass Transport Simulation and Energy Performance in Buildings

In the first part of Computational Fluid Dynamics and Energy Modelling in Buildings: Fundamentals and Applications, the author explains the fundamentals of fluid mechanics, thermodynamics, and heat transfer, with a specific focus on their application in buildings. This background knowledge sets the scene to further model heat and mass transport in buildings, with explanations of commonly applied simplifications and assumptions.

In the second part, the author elaborates how the fundamentals explained in part 1 can be used to model energy flow in buildings, which is the basis of all commercial and educational building energy simulation tools. An innovative illustrative nodal network concept is introduced to help readers comprehend the basics of conservation laws in buildings. The application of numerical techniques to form dynamic simulation tools are then introduced. In general, understanding these techniques will help readers to identify and justify their choices when working with building energy simulation tools, rather than using default settings.

Detailed airflow information in buildings cannot be obtained in building energy simulation techniques. Therefore, part three is focused on introducing computational fluid dynamics (CFD) as a detailed modelling technique for airflow in buildings. This part starts with an introduction to the fundamentals of the finite volume method used to solve the governing fluid equations and the related challenges and considerations are discussed. The last chapter of this part covers the solutions to some practical problems of airflow within and around buildings.

The key aspect of Computational Fluid Dynamics and Energy Modelling in Buildings: Fundamentals and Applications is that it is tailored for audiences without extensive past experience of numerical methods. Undergraduate or graduate students in architecture, urban planning, geography, architectural engineering, and other engineering fields, along with building performance and simulation professionals, can use this book to gain additional clarity on the topics of building energy simulation and computational fluid dynamics.