Расчетная оптимизация системы климат-контроля храма “Спас на Крови”

Выставка достижений суперкомпьютерного моделирования

Работа

Расчетная оптимизация системы климат – контроля храма “Спас на Крови” в Санкт-Петербурге на основе численного моделирования воздушных потоков в храме

         Руководитель

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., проф., д.ф.-м.н., заведующий лабораторией "Вычислительная гидроакустика и турбулентность", СПбПУ

Аннотация

Выполнен цикл исследований, целью которых являлась количественная оценка эффективности работы существующей системы климат – контроля храма и формулировка предложений для проектирования новой системы, основанных на трехмерном моделировании аэродинамики и процессов теплопереноса в помещении храма и в окружающем его воздушном пространстве в рамках осредненных по Рейнольдсу трехмерных уравнений Навье-Стокса.

Основные результаты проекта

  • Построена 3D виртуальная модель храма, воспроизводящая все основные геометрические и теплофизические характеристики здания и интерьера

 

fig 2 virtual model fig 3 screen shot
3D-модель Расчетная область модели (красные линии)

 

  • На основе численного интегрирования трехмерных нестационарных уравнений Рейнольдса, замкнутых с помощью модели турбулентности А.Н. Секундова, получена детальная информация об аэродинамических и тепловых характеристиках воздушных потоков, возникающих в окружающем пространстве и внутри храма при работе системы климат-контроля

 

color bar for fig 4
Визуализация пространственного течения воздуха в помещении храма

 

Линии показывают траектории невесомых частиц, “запускаемых” в помещение из трёх источников, расположенных вблизи колонн, а цветом показано поле температуры воздуха (см. шкалу внизу).

 

  • Показано, что существующая система климат-контроля храма не позволяет удовлетворить требованиям, предъявляемым к микроклимату в музеях-памятниках архитектуры
  • На основе анализа результатов исследования определены параметры и построен алгоритм работы новой системы климат-контроля, обеспечивающей выполнение этих требований при различных погодных условиях и режимах эксплуатации храма. Сформулированы соответствующие рекомендации для проектирования такой системы