ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΑΕΡΙΑΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΠΡΟΤΥΠΩΝ ΔΟΚΙΜΙΩΝ ΣΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΘΑΛΑΜΟ ΕΚΘΕΣΗΣ ΕΡΓΩΝ ΤΕΧΝΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΕΞΟΜΟΙΩΤΗ ΡΟΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΧΥΣΗΣ

Abstract

Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η μελέτη ροής διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στο εσωτερικό ενός πρότυπου θαλάμου που είναι τοποθετημένο ένα έργο τέχνης από καμβά. Στόχος είναι η διεξαγωγή προσομοίωσης της επίδρασης που έχει ο ατμοσφαιρικός αέρας στο ύφασμα-καμβά ενός έργου τέχνης με τη πάροδο του χρόνου. Αρχικά πραγματοποιείται μια εισαγωγή όπου δίνονται βασικές πληροφορίες για τα έργα τέχνης και την σπουδαιότητα αυτών ως προς την πολιτιστική κληρονομία των λαών. Επίσης, αναφέρεται η δυσκολία της συντήρησης και της αποκατάστασης των έργων τέχνης. Στο Πρώτο Κεφάλαιο αναφέρονται βασικά στοιχεία της υπολογιστικής ρευστομηχανικής. Αρχικά δίνεται ο ορισμός της και ακολουθεί η ανάλυση του μετά-επεξεργαστή, της γεωμετρίας, του υπολογιστικού πλέγματος καθώς και η αξιολόγηση της ποιότητας του. Στη συνέχεια καθορίζονται οι παράμετροι ενός προβλήματος και δίνονται τα μοντέλα τύρβης που συναντώνται σε παρόμοια προβλήματα. Στο Δεύτερο Κεφάλαιο περιγράφεται η περίπτωση μελέτης με το υπολογιστικό πρόγραμμα Fluent. Πρώτα απ’ όλα περιγράφεται ο πρότυπος θάλαμος προσομοίωσης και στην συνέχεια περιγράφεται η διαδικασία κατασκευής καθώς και η αρχή λειτουργίας του. Ακολουθεί η μοντελοποίηση, όπου πραγματοποιείται ο σχεδιασμός του στο υπολογιστικό πρόγραμμα Solidworks, εισάγεται η γεωμετρία του στο Fluent και ο σχεδιασμός της γεωμετρίας. Στη συνέχεια δημιουργείται το υπολογιστικό πλέγμα όπου γίνεται ονοματοδοσία περιοχών και η διακριτοποίηση και ακολουθεί η έναρξη του υπολογιστικού προγράμματος που αποτελείται από τον έλεγχο mesh και τα στατιστικά στοιχεία, την επιλογή λύτη, την επιλογή ροϊκού μοντέλου, τον καθορισμό υλικών και ιδιοτήτων και τις συνοριακές συνθήκες. Στο Τρίτο Κεφάλαιο υλοποιείται η επίλυση του προβλήματος (solution), όπου γίνεται αρχικοποίηση πεδίου ροής, ορισμός κριτηρίων σύγκλισης και η έναρξη υπολογισμού. Στο Τέταρτο Κεφάλαιο πραγματοποιείται η ανάλυση των αποτελεσμάτων για τις διάφορες εκδοχές των προβλημάτων όπως στο πρόβλημα μόνιμης ροής, στα προβλήματα ροής με παροχή μάζα, όπου εξετάζεται το πρόβλημα c = 0 στην εμπρόσθια όψη του καμβά και πρόβλημα c = 0.5 στην εμπρόσθια όψη του καμβά (inlet velocity = 2.104 m/s). Επιπλέον, για κάθε περίπτωση δίνονται διαγράμματα vector plots και contours με στόχο την αξιολόγηση και ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Τέλος, δίνονται τα συμπεράσματα της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας δίνοντας έμφαση στη παραμονή των ατμοσφαιρικών ρύπων στον καμβά σε σχέση με την ταχύτητα που προσπίπτουν σε αυτόν. Επιπλέον, δίνονται προτάσεις βελτίωσης της πειραματικής και υπολογιστικής διαδικασίας