CFD studie proudění vzduchu kolem simulátorů lidského těla s různě komplexní geometrií

Abstract

Bakalářská práce se zabývá CFD studií proudění vzduchu kolem simulátorů lidského těla s různě komplexní geometrií. Byla provedena rešerše odborné literatury zaměřená na tvorbu a šíření konvekčních proudů v okolí zdrojů tepla. Na základě získaných poznatků byly shrnuty typy lidských simulátorů, které jsou běžně používány v experimentálních a numerických studiích konvekčních proudů. Byly také uvedeny základní metody zjednodušení geometrie lidského těla používané jak při experimentálních úlohách, tak numerických simulacích. Na základě provedené rešerše byly vybrány tři modely, které byly použity pro provedení numerické studie konvekčních proudů. Všechny CFD simulace byly řešeny metodou konečných objemů v softwaru ANSYS Fluent. Použité modely byly umístěny do místnosti s čtvercovým půdorysem o délce strany 4,5 m a výšce stropu 5,5 m, přenos tepla ze zdrojů do okolí byl realizován pomocí přirozené konvekce a sáláním. Výsledky simulací byly vzájemně porovnány a diskutovány. Cílem bakalářské práce bylo vyhodnotit vliv zjednodušení geometrie lidského simulátoru na konvekční proud stoupající nad ním.

The bachelor’s thesis deals with CFD study of air flow around human body simulators with different complexity of geometry. Research of the literature focusing on the formation of thermal plumes around heat sources and their propagation in the surrounding environment was elaborated. Based on the acquired knowledge, the common types of human body simulators that are used in experimental and numerical studies of thermal plumes were summarized. The basic methods of simplifying the geometry of human body models used both in experiments and numerical simulations were presented. Based on the literature review, three models representing a sitting human body were selected to perform the numerical study of thermal plumes. All CFD simulations were solved by the finite volume method in ANSYS Fluent software. The selected models were placed in a room with a square floor plan with a side length of 4.5 m and a ceiling height of 5.5 m. Heat transfer from the sources to the surrounding environment was executed by natural convection and radiation. The results of the simulations were compared and discussed. The aim of the bachelor thesis was to evaluate the influence of simplifying the geometry of the human simulator on the thermal plumes rising above it.