ANÁLISES DE GERAÇÃO DE MALHA NA MODELAGEM NUMÉRICA DE TROCADORES DE CALOR SOLO-AR
Trocadores de Calor Solo-Ar (TCSA) são sistemas constituídos por dutos enterrados no solo, por onde o ar é forçado a escoar, permitindo seu aquecimento ou resfriamento. Na modelagem computacional de TCSA, o processo de discretização do domínio computacional é muito importante e geralmente consome um longo período com testes de independência de malha. O objetivo deste trabalho é estudar a geração da malha computacional para análise térmica e fluidodinâmica na modelagem de TCSA. Respectivamente, essas análises visam determinar numericamente a temperatura do ar na saída do duto e a perda de carga ao longo deste. Dessa forma, o estudo de malha visa propor novos critérios para a criação de células computacionais na forma de hexaedros para a análise térmica de TCSA e prismas quadrangulares para sua análise fluidodinâmica. Com isso, foi possível obter uma redução na quantidade de células computacionais e, consequentemente, no tempo de processamento, mantendo a precisão dos resultados numericamente obtidos para fazer análises térmicas. Para o problema fluidodinâmico, onde foram contempladas malhas mais refinadas e elementos na forma de prismas quadrangulares, estudou-se o caso de um duto reto e de um duto contendo uma curva de 90o. Com o critério proposto, foi obtida uma diferença relativa inferior a 1,1 % em relação a métodos analíticos.
ANÁLISES DE GERAÇÃO DE MALHA NA MODELAGEM NUMÉRICA DE TROCADORES DE CALOR SOLO-AR
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DOI: 10.22533/at.ed.6022002074
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Palavras-chave: Trocadores de calor solo-ar. Malhas computacionais. Perda de carga. Análise numérica.
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Keywords: Earth-air heat exchangers. Computational meshes. Pressure drop. Numerical analysis.
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Abstract:
Earth-Air Heat Exchangers (EAHE) are systems made up of ducts buried in the ground, through which the air is forced to flow, allowing it to be heated or cooled. In the computational modeling of EAHE, the process of discretizing the computational domain is very important and generally consumes a long period with mesh independence tests. The objective of this work is to study the generation of the computational mesh for thermal and fluid dynamics analysis in EAHE modeling. Respectively, these analyzes aim to numerically determine the air temperature at the outlet of the duct and the pressure drop along it. In this way, the mesh study aims to propose new criteria for the creation of computational cells in the form of hexahedrons for the thermal analysis of EAHE and quadrangular prisms for their fluid-dynamic analysis. With that, it was possible to obtain a reduction in the amount of computational cells and, consequently, in the processing time, keeping the precision of the numerically obtained results to make thermal analyzes. For the fluid dynamics problem, where more refined meshes and elements in the form of square prisms were contemplated, the case of a straight duct and a duct containing a 90o curve was studied. With the proposed criterion, a relative difference of less than 1.1% was obtained in relation to analytical methods
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Número de páginas: 15
- Luiz Alberto Oliveira Rocha
- Elizaldo Domingues dos Santos
- Liércio André Isoldi
- Michel Kepes Rodrigues
- Ruth da Silva Brum
- Jairo Valões de Alencar Ramalho
