Análisis mediante CFD de diferentes configuracións de ventilación en aulas docentes pos-Covid
| Data de defensa | 01/07/2021 |
| Titulación | Grao en Enxeñaría Aeroespacial |
| Centro | Escola de Enxeñaría Aeronáutica e do Espazo |
| Dirección |
Titoría: Elena Beatriz Martín Ortega |
| Tribunal |
Presidencia: Humberto Javier Michinel Álvarez Vogalía: Gloria María Pena Uris Secretaría: Fermín Navarro Medina |
| Resumo | No presente proxecto preténdese estudar diferentes configuracións de ventilación en aulas nun entorno pos-Covid mediante Dinámica de Fluídos Computacional (CFD). Para a resolución empregouse OpenFOAM, unha ferramenta de software libre baseado no método de elementos finitos. Este programa ofrece a calquera individuo a posibilidade de modelar casos de CFD, pois conta cun paquete de resolvedores moi completo, a súa instalación en calquera cluster ou máquina de traballo é sinxela e gratuíta, e a paralelización dos casos una vez implementados (de cara a facer simulacións con mallas cun un elevado número de celdas) é directa. Modeláronse un total de seis casos de estudo. Comezouse cun modelo e unha xeometría sinxelos ós que se lle irán engadindo elementos e/ou modificando a configuración da xeometría. No primeiro caso, o obxectivo foi introducir un modelo de turbulencia adecuado que se empregará en tódolos casos posteriores. Partirase dunha configuración de ventilación con dúas ventás e un aire acondicionado como entradas de fluxo e unha porta como saída. No interior situarase unha mesa cunha mampara e unha persoa a un dos lados da mesma. O aire é modelado neste caso como un fluído incompresible isotermo. No segundo caso, partirase da mesma xeometría ca no caso anterior e buscarase implementar o efecto da temperatura e de flotabilidade do aire. Para isto, o fluído é modelado como un fluxo compresible. Para o terceiro caso, considerarase que a persoa exhala aire, polo que se introducirá unha nova fronteira no dominio. Implementarase un modelo de fluxo no que se describa o transporte e mistura de gases con catro especies diferenciadas, dióxido de carbono, vapor de auga, osíxeno e nitróxeno, monitorizándose numéricamente a concentración de CO2 (en ppm) en calquera punto do dominio computacional. No cuarto caso, o modelo de fluxo será o mesmo, así coma nos casos 5 e 6. Modificarase a configuración do dominio considerando dúas persoas respirando con normalidade, unha a cada lado da mampara. No quinto caso, considerarase un esbirro dun segundo de duración seguido de respiración normal. Finalmente, no sexto caso modificarase a configuración pechando as ventás e coas persoas respirando con normalidade. En base ós casos de estudo descritos, extraeranse unha serie de conclusións que se describirán con detalle máis adiante. En liñas xerais, observouse o efecto da presenza das mamparas sobre o fluxo, comparouse o fluxo da exhalación de ambas persoas e comprobouse o efecto do aire acondicionado sobre o fluxo sen considerar as ventás. O traballo aquí desenvolto permitiu poñer a punto unha ferramenta numérica de software libre capaz de predecir a concentración de CO2 nuhna habitación baixo ditintas condicións de ventilación. A ferramenta poderá explotarse en traballos futuros para predecir a correcta ventilación en entornos cerrados. |