Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Member of Consortium V Simülasyon İçindekiler Giriş Simülasyon aracı YET Sayısal modelleme Simülasyon aracı FeFlow.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Member of Consortium V Simülasyon İçindekiler Giriş Simülasyon aracı YET Sayısal modelleme Simülasyon aracı FeFlow."— Sunum transkripti:

1 Member of Consortium V Simülasyon İçindekiler Giriş Simülasyon aracı YET Sayısal modelleme Simülasyon aracı FeFlow

2 Member of Consortium İçerik organizyonu / görevlerin atanması

3 Member of Consortium Content organisation / assignment of tasks TBGE planlamaTBE planlama

4 Member of Consortium Content organisation / assignment of tasks TBGE planlamaTBE planlama

5 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Su-su ısı pompalarının kullanımı Hidrolik parametreler – Kuyunun çıkış gücü: her KW buharlaşma kapasitesine 0,25 m³/h akış debisi gereklidir 10 KW akış kapasitesi 2,5 m³/h gerekli bir deşarj akımı sonuçlandırır. – Pompalama testleri ile yeraltı suyu horizont jeotermal kapasitesinin kontrol edilmesi – Üretim kuyusu ve injeksiyoun kuyusu arasındaki yeterli mesafe (a minimum of 15 m küçük üniteler için) termal kısa devreleri önlemek için – Büyük üniteler için, yeraltı taşıma modellerinin bir sayısal simülasyonu gereklidir. Yer altı su kuyusu sistemlerinin boyutlandırılması II Dimensioning – yeraltı su kuyusu sistemleri 5

6 Member of Consortium 6 Yer Isı Eşanjörlerinin Boyutlandırılması C Calculation of partial thermal yields / geological layer

7 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Geniş jeotermal sistemler için uygulanabilir (ofis binaları / gökdelenler) Kuyu ısı değiştiricilerinin boyutlandırılması metodu sadece zemine dokunan beton parçaların boyutlandırılmasıdır. Planlama, ölçümlendirme, yeryüzündeki beton kısımarın inşası ile ilgili detaylar İsviçre Norm SIA D 0190’da bulunabilir “direk ve zemine dokunan beton parçaların kurulumu ile jeotermal enerjinin kullanımı“ Genel olarak sayısal boyutlandırma(e. g. PILESIM) Direk / kesik duvarlar miktarı yapı projesi tarafından belirlenir Enerjik optimizasyon: – yeraltı termal özellikleri ve yap parçalarının çapı dikkate alınarak, direk yada duvar paneli başına düşen boru döngülerinin miktarı (yüksek ısı iletkenliği ve yüksek yeraltı suyu akışı ile daha fazla döngü mümkündür) – Borular arasındaki aralık dikkate alınarak aktif direk miktarı(„ alternatif termal etkiler“) – Düşük derinliklerdeki duvar panellerinde ve iki veya daha fazla direğin seri bağlanması 7 Beton kısımlara dokunan yeryüzünün boyutlandırılması II Dimensioning – beton kısımlara dokunan yeryüzü

8 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Amaç: jeotermal birimlerin sürdürülebilir boyutlandırılması Bireysel jeotermal ısı eşanjörlerinin yanı sıra belirli bir dereceye kadar jeotermal ısı değiştirici alanları için dizinler ve boyutlandırma için kullanılabilen/kullanılabilir özel konfigürasyonlar vardır. Ancak, jeotermal birimin planlanan kullanımı, standart planlamadan farklılaşırsa (örn: soğutma, çift kaynaklı kullanım vs), yada özel jeolojik etkileri düşünmek zorunda kalırsanız ( örn: yer altı suyu akışı) çeşitli bilgisayar programları hesaplama için kullanılır. Neden simülasyon?

9 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Dikkate alınacak programlar şöyledir: G fonksiyonu ve analitik çözümlemeye dayalı programlar örn: YET(Yeryüzü Enerji Tasarlayıcısı) ve EWS -Sadece averaj bir değerin kullanılması -Sadece verilen konfigürasyonun kullanımı +Kolay yönetilebilir +Hızlı Neden simülasyon?

10 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Dikkate alınacak programlar şöyledir: G fonksiyonu ve analitik çözümlemeye dayalı programlar örn: YET(Yeryüzü Enerji Tasarlayıcısı) ve EWS -Sadece averaj bir değerin kullanılması -Sadece verilen konfigürasyonun kullanımı +Kolay yönetilebilir +Hızlı Çözümlemede nümerik metod kullanan programlar örn: SPRING ve FeFlow +Herhangi bir sırada oluşturulan kompleks model (jeolojik katmanları ve yükleme profillerinin herhangi bir sayısı.) +Daha gerçekçi bir şekilde doğayı gösterir -Daha önceki bilgi kesinlikle gereklidir -Zaman ve çaba Neden simülasyon? V Simulation: Introduction

11 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey YET 3.16 (Yeryüzü Enerji Tasarlayıcısı) – BLOCON tarafından yayınlanmıştır – BLOCON SWEDEN Nordmannavägen 96 SE Lund, İsveç Anasayfa: Kuyu ısı değiştiricisi tasarımı için bir bilgisayar programı. Yer kaynaklı ısı pompası sistemleri (YKIP) ve kuyu termal depolama tasarımı için geliştirilmiştir. Tuzlu su sıcaklıklarının hesaplanması, aylık ısıtma / soğutma yükleri için yapılır. Boru malzemeleri özellikleri ve ısı taşıyan sıvıların özelliklerinin yanısıra önemli zemin parametrelerini sağlayan veritabanlarıdır. Aylık ortalama ısıtma ve soğutma yükleri girdi verileridir. Buna ek olarak, her ayın sonunda birkaç saat içindeki pik sıcak / soğuk yükler için ekstra bir eğilim düşünülebilir. Yeryüzü Enerji Tasarlayıcısı V Simülasyon: YET

12 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Yer özellikleri – Termal iletkenlik [W/mK] Örn: kumtaşı 2.3 (önerilen) Örn: Kuru kum 0.4 (önerilen) – Hacimsel ısı kapasitesi – Yer yüzü sıcaklığı Yer yüzündeki yıllık averaj sıcaklık – Jeotermal ısı akışı Almanya30 to 100 mW/m² Türkiye60 to 200 mW/m² YET V Simülasyon: YET Sıcaklık sahası, ısı akışı ile bağlantılı olarak yüzey sıcaklığından yada kuyu ısı değiştiricisinin yanısıra ortalama sıcaklıktan( termal tepki testinden gelen veri ile) belirlenebilir.

13 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Kuyu ve Isı değiştirici – Çeşit Koaksiyal (yaygın) Tek -U(yaygın) Çift -U(en yaygın) Üçlü -U(olağandışı) – Konfigürasyon Tek Çizgi L-konfigürasyon U-konfigürasyon Açık dikdörtgen Dikdörtgen – Derinlik – Boşluk – Çap – İletim direnci boru/dolgu Kötü dolumdan dolayı ek direnç – Dolum ısıl iletkenliği Geliştirilmiş dolum maddesi (ʎ > 2,0 W/mK) – Hacim akış oranı YET V Simülasyon: YET

14 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Kuyu ve ısı değiştirici – U-boru (or koaksiyal) Dış çap Duvar kalınlığı Termal iletkenlik Şaft boşluğu – Merkezden her bir “U” daki aşağı ve yukarı boru merkezlerine olan uzaklık Uygulamada, mesafe, uzunluk boyunca sabit değildir (şaft boşluğu) ve ortalama bir değer kullanılmalıdır. Eğer aralayıcı kullanılırsa (yaygın değil) aralayıcılar tarafından gerçekleştirilen uzaklık uygundur. Şaft aralığının simülasyon üzerindeki etkisi çok büyüktür! YET V Simülasyon: YET

15 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Kuyu termal direnci – Değerleri hesaplamak Hesaplama, Kuyu eksenine çapraz bir düzlemde iki boyutlu ısı iletimi sorunun kesin bir çözümü veren analitik bir çözüm kullanır. – İç ısı transferi için hesap Aşağı ve yukarı akan bireysel borular arasındaki ısı transferi – Sabit değerler Örnek olarak termal tepki testinden gelen değerler. Isı taşıyan akışkanlar – Veritabanı- örnek: Su (soğutma yada ısıtma/soğutma kullanımları için) Mono etilen glikol 25% (ısıtma yada ısıtma/soğutma kullanımları için) YET V Simülasyon: YET

16 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Temel yük Çift girişli yöntemler – Yıllık enerji & aylık profil Bütün yılın ısıtma ve soğutma yüklemesi Belirli bir yük profili (yüzde olarak) kullanarak bireysel aya yayılı yük – Aylık enerji değerleri Her ay için ısıtma ve soğutma yüklemesi İlk yöntem, sadece yıllık yükü değiştirerek yük profilinde hızlı değişiklikler sağlar! YET V Simülasyon: YET Evsel sıcak su Bu değer, yıl boyunca eşit olarak yayılır.

17 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Temel yük MPF: Mevsimsel Performans Faktörü – Bu durumda, daha fazla veya daha az, zaman-ortalamalı PK ya (performans katsayısı) eşittir – Elektrik bölümü otomatik olarak kesilir Seçenek “direk” ısı pompası çalışması yok ise, "doğrudan soğutma" ya da "doğrudan ısıtma“ denir Bir iç temizleme olarak anlamak için (ısıtma ve soğutma sistemi arasındaki) Eşzamanlı çalışan ısıtma ve soğutma yükleri çıkarılır. YET V Simülasyon: YET

18 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Tepe yükleme Tepe yükler mümkün olan en yüksek sıcaklık değişimleri tahmin etmek için kullanılır. Tepe yüke göre ısı çıkarma veya ekleme her ayın sonunda temel yüke eklenir ve çıkan akışkan sıcaklıkları hesaplanır. YET V Simüasyon: YET Güç – Genel olarak ısı pompasının gücü – Temel yük menüsünde verilen programdaki mevsimlik performans faktörü ile program otomatik olarak hesaplar Süreç – Maksimum saatte ısıtma ve soğutma yüklemesi beklenir Simülasyon periodu – Bütün simülasyon periodu(yaygın olarak 25 yıl) – Çalışmanın ilk ayı

19 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Ortalama akışkan sıcaklığının hesaplanması “çözüm” Ortalama akışkan sıcaklığını çözmek – Verilen bir işletmenin ısı taşıyan akışkanının ortalama sıcaklığının hesaplanması (yer, derinlik, konfigürasyon “kuyu ve ısı değiştirici” menüsünden) Gerekli kuyu uzunluğunu çözmek – İşletme için akışkan sıcaklığını verilen sınırlar içerisinde tutmak için kuyu uzunluğunun hesaplanması Alt menude belirtilen sınırlar “akışkan sıcaklığı kısıtlamaları” YET V Simülasyon: YET Gerekli kuyu uzunluğunu çözmek– Optimizasyon – Yer için verilen genişliğe, derinliğe ve toplam ısı değiştiricisi için verilen alana bağlı olarak toplam kuyu uzunluğunun hesaplanması

20 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Çıkan YET Tasarım datasının gözden geçirilmesi Tasarım datası sayfasının verdiği sonuçlar – Giriş datası – Hesaplanan değerler Kuyu termal direnci Reynolds-sayısı Isı çıkarma oranı – Ortalama akışkan sıcaklığı Temel yük Tepe yük YET V Simülasyon: YET

21 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Çıkan YET Akışkan sıcaklıklarını çizmek – Yirmi beşinci yılın sıcaklıkları (her zaman simülasyonun son yılı) – Eğer başka bir yılın sıcaklığını görmek istiyorsanız, simülasyon periodunu ayarlayın min – max sıcaklıkları çizmek – simülasyon süresinin bütünü boyunca gösterilen sıcaklıklar Gösterilen sıcaklıklar, akış ve dönüş değerleri ​​arasındaki ortalama değerlerdir. Bu da demektir ki, 4 K nın sıcaklığının yayılması durumunda akış, gösterilen sıcaklıklardan 2 derece daha soğuk, dönüş ise 2 derece daha sıcaktır. Soğutma durumunda olay tam tersidir. YET V Simülasyon: YET Simülasyonun son yılı Simülayon sürecinin bütünü

22 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey “Eksantrik ev” jeotermal kaynağı – 5000 m² toplam zemin alanıyla ofis binası – 15 kat – 89 m toplam yükseklik – Öngerilmeli beton levha – Ön cam Örnek YET V Simülasyon: YET

23 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Çift kaynaklı ısıtma ve soğutma sistemleri – Isıtma sistemi Temel yük: jeotermal enerji – Beton çekirdek aktivasyonu Tepe yük: bölge ısıtma – Radyatör – Havalandırma sistemi – Soğutma sistemi Temel yük: jeotermal enerji – Beton çekirdek aktivasyonu Tepe yük : soğutucu – Havalandırma sistemi Örnek YET V Simülasyon: YET 23 Jeotermal ve geleneksel kaynak Toplam ısıtma ve soğutma talebi

24 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Çift kaynaklı işletim Dış mekan sıcaklığı ile tasarım için ısı gereklilikleri arasında yaklaşık doğrusal bir ilişki olduğunu varsayarak makul olarak doğru bir yıllık yük süresi eğrisi oluşturulabilir % 20 ısıtma yükü ile ısıtma talebinin% 44 kapsanabilir Örnek YET V Simülasyon : YET Yıllık yük süresi eğrisi Temel yük / Tepe yük Base load Peak load

25 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Gerçek bir değiştirici sahası YET konfigürasyonuna çevrilmelidir – Değiştiriciden değiştiriciye olan termal etki, gerçek alan ile benzer olmalıdır – Değiştiricilerin sayısı eşit olmalıdır Eğer bu mümkün değilse, ısı talebi ve soğutma gereksinimi ona göre ayarlanmalıdır. Örnek : YET V Simülasyon : YET

26 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Prosedür En kötü durum Sadece ısı temini için değiştirici alanı (yerin sadece ısı kaynağı olarak kullanımı) Soğutma kaynağı için özel olarak değiştirici alanları (toprak sadece bir ısı çukuru olarak hizmet vermektedir) Optimazyonu yapılmış Optimize edilmiş ölçülerle kombine ısıtma ve soğutma kaynağı için değiştirici alanları (yer, soğuk mevsimde ısıyı çekerek ısı kaynağı olarak, sıcak mevsimde soğutucu olarak kullanılır) Örnek: YET V Simülasyon: YET

27 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Duyarlılık analizi (en kötü durumda) – Sadece ısı kaynağı – 6 m ve 15 m arasındaki uzaklık – Sonuç : jeotermal kazanç – Sadece soğutma kaynağı – 6 m ve 15 m arasındaki uzaklık – Sonuç : jeotermal kazanç Örnek: YET V Simülasyon: YET

28 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Kombine edilmiş ısıtma ve soğutma kaynağı Değiştirici sahası(uzaklık 9 m) – Derinlik çeşitliliği – Maksimum jeotermal kazanç Jeotermal ısı akışının görünen etkisi – Jeotermal kazanç derinlik artıkça artar.(ısı) – Jeotermakazanç derinlik artıkça azalır (soğutma) Örnek : YET V Simülasyon : YET

29 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Tercih edilen alternatif Simülasyon dönemi boyuncaki sıcaklıklar – Soğutma ihtiyacı en etkili faktördür. Beton çekirdek aktivasyonu kullanarak bile daha yüksek sıcaklıklar mümkün değildir. Değiştiriciler sahasında sıcaklık düşümünden dolayı soğutmanın performansı zamanla düşer. Örnek: YET V Simülasyon: YET Simülasyonun ikinci yılı Simülasyonun son yılıSimülasyon süresinin bütünü

30 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Analitik Rezervuar Modelleme Açık Kuyu Akışı 30 sabit koşullar altında kuyu içine akış rezervuara doğru olan akışa eşit olmalıdır; akışkan sıvı ise, hacimsel akış eşit olmalıdır; rezervuardaki basınç dağılımı kuyunun radyal merkezli bir fonksiyonudur.

31 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Analitik Rezervuar Modelleme Açık Kuyu Akışı Basınçlama Mekanizması 31 Soğuk su kolonu rezervuar basıncına neden olur. Soğuk suyun yoğunluğu rezervuar sistemindeki sıcak jeoakışkanın yoğunluğunu geçer. (“doğal sifon” akışkanın kuyu içine gitmesine neden olur) Analitik hesaplamalar: Sadece sıvı akış Flash horizonun yeri Kuyudaki iki fazlı akış Komple model: kuyu içi flashlama ile birlikte kuyu başına rezervuar: Rezervuardaki basınç düşümü Kuyudaki hidrostatik basınç düşümü, sıvı kısım ve iki fazlı kısım 2 fazlı kısımdaki sürtünme basıncınn düşümü Sıvı kısımdaki sürtünme basıncının düşümü 2 fazlı kısımda hızlanma basıncının düşümü

32 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Nümerik modelleme V Simulation: Numerical Modelling Nature Physical Model Mathematical Model Numerical Model CalibrationVerification 32

33 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Nümerik modelleme V Simülasyon : Nümerik modelleme Doğa Fiziksel model Matematiksel Model Nümerik Model KalibrasyonDoğrulama 33

34 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Araştırmaların Görev Kapsamı Fiziksel model V Simülasyon: Nümerik modelleme 34 Verien Toplanması ve Değerlendirimesi Jeolojik Konseptin Gözden Geçirilmesi Jeolojik Konseptin Türetilmesi Verilerin Sınıflandırılması ve Değerlendirilmesi Amaç Amacın Kapsamı Maliyetler T opografya Jeoloji Hidroloji Çalışma Alanı Dengelenmiş Alan Model Alanı Gerçekliğin Basitleştirilmiş Çıkarımları Stratigrafi Birimleri Homozenizasyon Bölgeleri Materyel Parametreleri Saha verisi Matematiksel Modeller Ch. König, delta-h; D-Witten

35 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Numerik Modelleme Doğa Fiziksel Model Matematiksel Model Nümerik Model KalibrasyonDoğrulama 35

36 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Matematiksel model, fiziksel prensiplere dayanır, örneğin; Darcy´nin, Fourier´in Fick´in ve Hook´un kanunları. Bu açıdan, matematiksel model aşağıdaki şartları yerine getirmek zorundadır: Etkili ve güvenilir olmak zorundadır.  Matematiksel modelin etkinliği: “Hesaplama için en etkili matematiksel model en düşük maliyette yeterli doğrululukla sonuçlanan modeldir”. K.-J. Bathe: Finite Elemente  Matematiksel modelin güvenilirliği: “Seçilen modelin, talep sınırları içerisinde, sonuç tahminlerinin kanıtları varsa güvenilirdir.” K.-J. Bathe: Finite Elemente Matematiksel Model V Simülasyon: Nümerik Modelleme 36

37 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Nümerik Modelleme V Simülasyon: Nümerik modelleme Doğa Fiziksel Model Matematiksel Model Nümerik Model KalibrasyonDoğrulama 37

38 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Matematiksel model tanımladıktan sonra uygun sayısal yöntem seçilmelidir. Diferansiyel denklemlerin yaklaşık çözümlerini bulmak için çeşitli nümerik teknikler vardır, örn.: Sonlu Elemanlar Yöntemi(SEY) Sonlu Farklar Yöntemi(SFY) Sonlu Hacim Yöntemi(SHY) Sınır Elemanları Yöntemi(SEY) … Sıvı akışı ve ısı taşıma simülasyonu için GZB, kanıtlanmış iyi bir yazılım paketleri olan SPRING ve FeFlow kullanmaya karar vermiştir. Her iki programda Sonlu Elemanlar Yöntemine dayanır. Nümerik Modelleme V Simülasyon: Nümerik Modelleme 38 delta-h, D-Witten

39 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Mekansal Ayrıştırma: Model alanı, sınırları nodlarla gösterilen elemanlara bölünmüştür. Modelin önemli avantajlarından biri elemanların faklı boyutlarda seçilebilir olabilmesidir. Elemanın minimum boyutu Péclet sayısının yardımıyla seçilmelidir. Zamansal Ayrıştırma: – Sabit durum: Denge durumu, zamanla değişme yok – Geçiş : akış ve/veya ısı taşıma işleminde zamanla değişim Zaman adımları Courant kriteri yardımıyla minimum boyutta seçili olmalıdır. Sonlu Elemanlar Yöntemi V Simülasyon: Nümerik Modelleme 39

40 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Kısmi diferansiyel denklem sistemi açık bir şekilde çözülmüş olması gerekmektedir. Bu nedenle, gerekli olarak başlangıç ve sınır durumları belirtilmiş olmalıdır. Başlangıç durumları: – Sıcaklık değeri – Hidrolik yük değeri Sınır durumları: – Dirichlet durum = birinci tip sınır durumu Sıcaklık bilinir Hidrolik yük bilinir (örn. Geniş su kütleleri) – Neumann durumu = ikinci tip sınır durumu Sıcaklıktaki değişim bilinir Akış oranı bilinir (örn. su, kuyu) – Cauchy durumu = üçüncü tip sınır durumu Dirichlet ve Neumann sınır durumlarını içerir (e.g. Daha küçük su kütleleri) Başlangıç ​​ve Sınır Koşulları V Simülasyon: Nümerik modelleme 40

41 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Nümerik modelleme V Simülasyon: Nümerik modelleme Doğa Fiziksel Model Matematiksel Model Nümerik Model KalibrasyonDoğrulama 41

42 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modellemedeki bir sonraki aşama Modelin kalibrasyonudur. Hesaplanan hidrolik yüklerin, gözlem kuyularında ölçülen hidrolik yüklere dayanarak ara değerli hidrolik yükler ile kıyaslayarak kalibrasyon yapılması bir seçenektir. Kalibrasyon V Simülasyon: Nümerik modelleme 42 Kalibrasyondan sonra hesaplanan (kırmızı) and aradeğerlikli (yeşil) potansiyel yükler Siyah halkalar: ölçülen farklılıklar. SPRING, delta-h, D-Witten:

43 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Nümerik modelleme V Simülasyon: Nümerik modelleme Doğa Fiziksel Model Matematiksel Model Nümerik Model KalibrasyonDoğrulama 43

44 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Nümerik modelleme sonuçlarının kalitesi için alakalı kriterleri karşılayan en önemli modeldir. Sıvı akışı ve ısı transferi modelinin doğruluğu için aşağıdaki kriterler dikkate alınmalıdır: Yer altı suyunun alçalma konisi Homojen materyalde ısı iletimi Elder-Problem (gözenekli ortamdaki yoğunluk odaklı akışın düşünüldüğü çözünmüş maddelerin iletimi) Henry-Problem (kapalı akiferdeki tuzlu su akışının simülasyonu, yoğunluk odaklı akış düşünülerek) … Doğrulama V Simülasyon : Nümerik modelleme 44

45 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey FEFLOW 6 – DHI-WASY GmbH – Waltersdorfer Straße Berlin-Bohnsdorf Anasayfa : Gözenekli ortamdaki akış ve taşıma proseslerinin simülasyonunda lab ölçeğinden karasal ölçeğe kadar değişebilen değişik sayıda uygulamalar için FEFLOW uygundur. Birkaç örnek olarak: – Yeraltı Suyu Yönetimi – Jeotermel Enerji (Derin ve yüzeye yakın) – Maden Suyu Yönetimi – Jeoteknik uygulamar – Gözenekli ortam Sanayi tasarımı – Tuzlu su girişinin gözlemi – Kirlenme yayılımının incelenmesi – Birleştirilmiş yer altı suyu/yer yüzü suyu Simülasyonu FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW

46 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Yer ısı değiştirici dizileri için yeni bir modelleme yöntemi Çok sayıda ısı borularından oluşan büyük ısı değiştirici dizileri için, tamamen ayrık modelleme pratik değildir. Aşırı geometrik yönlü oranlar, ısı borusu değiştiricilerin uygun 1D sonlu elemanlar temsilleri tarafından modellenmiş olduğu yerde gelişmiş nümerik bir stratejiye ihtiyaç duyarlar. Çoğunlukla Al-Khoury (2005, 2006) tarafından belirtilmiş aşağıdaki fikirleri takiben bu yaklaşım FEFLOW içine dahil edilmiştir. Aşağıda sıralanan maddeler göz önüne alınarak Al-Khoury’nin nümerik stratejisi değiştirilmiş ve FEFLOW’a uygulanmıştır. (Diersch, 2008): FEFLOW V Simülasyon : FEFLOW 1D ısı borusu elemanlarını farklı özellikli olarak adlandırılan elemanlara benzeyen FEFLOW sonlu elemanlar matrix sisteminin içine entegre etmek. Tek ve çift U-şekilli ayrıca koaksiyel ısı borusu değiştiricileri için formüllerin genellemesi Direk ve sıralı olmayan 1D ısı borusu elemanları ve Gözenekli orta ayrıklaştırmanın birleştirilmesi. FEFLOW sınır koşullarının çoklu kuyu durumlarına benzer ısı boruları için genişletilmesi. ilk sonuçlar tamamen ayrıklaştırılmış ısı boruları için yeterli anlaşmayı gösterir. Ancak, öncelikle boyutsal azalma nedeniyle kısa dönemdeki davranış, giriş sıcaklığında büyük değişimler olması durumunda farklı olabilir.

47 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Tekli kuyu ısı değiştiricisi(BHE) yada serisi ısı transfer modelinin üst bölümündeki nodlara konumlandırılabilir. Eğer böyle bir nod atanmışsa, Kuyu ısı değiştiricisi ayar menüsü veri sayılarının belirtildiği yerde görülebilir. Toplam ısı girişi oranı Üst ve alt boru konumları Kuyu ısı değiştiricisine uygulanan sayısal method – Analitik (Eskilson ve Claesson) yada nümerik (Al-Khoury) Kuyu ısı değiştiricisi modelleri – İkili U-shape, tekli U-shape and koaksiyal modeller Dataset tanımlayıcısı Dataset parametreleriyle alakalı olarak: – kuyu, boru, soğutucu, harç ve direnç FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW

48 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modelleme İlk aşama: – Çalışma alanı belirlemek (supermesh) Süperörgüler sonlu elemanlı örgülerin oluşturuması için bir çerveve oluşturur. Örgü oluşturmak için gerekli olan tüm geometrik bilgiyi içerir. – Süperörgülerin bölünmesi Farklı örgü arıtma alanları Farklı materyal özelliklerinin alanları – Çizgi ve nokta eklentilerinin tanımlanması Konumları belirlemek için (örn. BHE) Doğrusal yapıları göstermek için FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW – Kuyu ısı değiştiricisi için sanal yarıçap girmek Tek bir noda uygulanan ısıdan çıkan, akış simülasyonundaki yük değeri genellikle fiziksel kuyu çapında olan yükü temsil etmez. Bunun yerine,nodda gerçekten hesaplanan yük için farklı çaplarda değer buldurulur buna sanal çap denir. Sanal çap Supermesh nokta ve çizgi eklentileri ile

49 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modelleme İkinci aşama: – Örgü üretme prosesi Oluşum genel olarak üretilen sonlu elemanların yaklaşık sayılarının girdilerine bağlıdır. Her süperörgü poligonun istenilen örgü yoğunluğu ayrı ayrı düzenlenebilir. – Örgü oluşturma algoritmaları Kompleks alanların üçlü veya dörtlü elemanlara ayrıştırılması için bir çok strateji vardır. Her birinin kendine özel avantajları ve dezavantajları vardır, FEFLOW üçgenleme yapmak üzere üç değişik algoritmayı destekler. – Gelişmiş ön » Herhangi çizgi yada noktaları süperörgüde desteklemeyen basit örgü algoritmalarıdır. – Grid oluşturucu » Süperörgüdeki çizgileri noktaları poligonları destekler. Ayrıca noktalarda çizgilerde ve süperörgü poligon sınırlarında yerel örgü ayrıştırmalarını da destekler – Üçgen » Çok hızlı,süperörgülerdeki oldukça kompleks nokta çizgi ve poligon kombinasyonlarını destekler, tüm sonlu elemanlar için belirtilen bir minimum açı oluşturulmasına izin verir. FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW

50 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modelleme Üçüncü aşama: – 3D ayrıştırma 3 boyutlu modeller için, FEFLOW katman tabanlı bir yaklaşım uygular. 2 boyutlu örgüler uzatılarak, üçgen örgü 3 boyutlu yapıya uzatılır. FEFLOW terminolojisinde, bir dilim, model alanın üstünde yada altında yada iki dikey komşu katmanlar arasındaki arayüzdeyken tüm yatay birleşik 3 boyutlu elemanlar bir katman oluştur. Bütün örgü nodları dilimler üzerinde konumlanır. FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW

51 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modellem Dördüncü aşama: – Problem sınıfı FEFLOW doymuş, ya da değişken doymuş medyada akış, kütle ve ısı taşıma süreçlerinin simülasyonu sağlar Doymuş / doymamış – Doymuş yeraltı suyu akışı, Darcy akış yasası ile birlikte süreklilik denklemi ile tanımlanır. Doygun olmayan akış için, FEFLOW değişmeyen bir hava yani her yerde atmosferik basıncın olduğu durumunun kabul edildiği Richard denklemiyle çözer. Akış / Taşıma – Akış simülasyonu ile birlikte her zaman bir taşıma simülasyonu yapılır. » Sadece akış » Akış ve kütle » Akış ve ısı » Akış ve Termohalin Denge durumu/ geçiş – Geçiş simülasyonları başlangıç durumundan kaynaklanır ve belirli bir süreyi kapsar. Buna karşılık, denge durumu çözümü direk olarak da elde edilebilir ve sabit sınır koşullarına tabi olan sistemin durumunu ve sonsuz uzun bir süre için malzeme özelliklerini gösterir. Geçici ayarlar – Boşlukta ayrıştırmaya karşılık verir. Zaman içindeki bir ayrıklaştırma geçiş simülasyonları için belirtilmek zorundadır. FEFLOW 3 değişik zaman kademelenmesini destekler: » Sabit zaman kademeleri » Değişen zaman kademeleri » Otomatik zaman kademeleri kontrolü FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW

52 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modelleme Beşinci aşama: – Girdi parametreleri FEFLOW parametreleri dört gruba böler: – Proses değişkenleri » Birincil değişkenleri içerir: hidrolik yük, konsantrasyon, sıcaklık – Sınır koşulları » Akış, kütle ve ısı transferlerinin eşdeğer sınır koşulu türleri için dört çeşit sınır koşulları desteklenir: Hidrolik yük Sıvı -akış Akışkan -transfer Kuyu (nodal kaynak/ çukur) – Materyal özellikleri » Materya özellikleri,simülasyonu yapılmış taşıma ve akış için gözenekli ortamın ilgili özelliklerini tanımlarlar. FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW

53 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modelleme Beşinci aşama: – Simülasyon FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW Simulasyon esnasında sonuç penceresiSonuçların 3 boyutlu görünümü

54 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Genel bilgi: – Daha önceki OSTARA-şehri - Meerbusch-Osterath (Düsseldorf) – Alan kullanım planı, 10 hektarlık alan ile birlikte – 225 yaşama birimi Üç çeşit kaynak senaryosu – “tek”-kaynak Her binaya kendi ısı pompası atanır – “Ada”-kaynak Merkezi ısı istasyonu ile birikte 30 ila 40 oturma ünitesinin küçük birimleri – “Merkez” kaynak Bütün oturma alanı tek bir merkezi ısı istasyonundan beslenir. Örnek: FELOW V Simülasyon: FEFLOW “Tek”-kaynak “Merkez”-kaynak “Ada”-kaynak

55 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modelleme – Geniş ölçekli model Geniş alanın hidrolik özelliklerini belirlemek için Akitard çalışmasını açıklayan 3 boyutlu Model Örnek: FELOW V Simülasyon: FEFLOW

56 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Modelleme – Küçük ölçekli model Simülasyon zamanını düşürmek için sonlu elemanların azaltımı Isı profilini tanımlamak için Örnek: FELOW V Simülasyon: FEFLOW Isı profili Hidrolik özellikler Yer altı suyu akış hızı

57 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Simülasyon sonuçları Değiştirici yoğunluklu alan(“Merkez” kaynak)Değiştiricili geniş alan (“tek”-kaynak) Örnek: FELOW V Simülasyon: FEFLOW Akifer alanında Isı profili Yer altı suyunun hiç akışının olmadığı bir alanda ısı profili

58 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey Yer altı su akışının, kuyu ısı değiştiricisinin jeotermal verimi üzerinde etkisi çok büyük olabilir Yer altı su akışının etkisi olmadan sıcaklık profili Yer altı su akışının etkisi olarak sıcaklık profili FEFLOW V Simülasyon: FEFLOW

59 Member of Consortium This project is co-financed by the European Union and the Republic of Turkey V Simulation: FEFLOW


"Member of Consortium V Simülasyon İçindekiler Giriş Simülasyon aracı YET Sayısal modelleme Simülasyon aracı FeFlow." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları