Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Cơ học: Một số vấn đề về thông thoáng và chất lượng không khí trong môi trường ở và làm việc

Mục tiêu nghiên cứu của luận án là nghiên cứu cơ sở lý thuyết và các phương pháp số giải bài toán thông thoáng bằng đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức. Phát triển các phương pháp số thích hợp để giải bài toán. Giải các bài toán cụ thể trong môi trường ở và làm việc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dự thảo tóm tắt Luận án Tiến sĩ Cơ học: Một số vấn đề về thông thoáng và chất lượng không khí trong môi trường ở và làm việc ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------***------ Nguyễn Thị Thủy MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ THÔNG THOÁNG VÀ CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ TRONG MÔI TRƢỜNG Ở VÀ LÀM VIỆC Chuyên ngành: Cơ học chất lỏng Mã số : 62 44 01 08 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC Hà Nội - 2017 Công trình được hoàn thành tại Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội, Việt Nam - Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Trần Văn Trản 2. TS Bùi Thanh Tú - Phản biện 1: - Phản biện 2: - Luận án được bảo vệ trước Hội đồng cấp cơ sở chấm luận án tiến sĩ họp tại Có thể tìm luận văn tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm thông tin - Thư viện Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Bài toán thông thoáng là một trong những bài toán chính của thủy động lực học tính toán ứng dụng. Bài toán này ở quy mô lớn là thông thoáng bên trong một tòa nhà hoặc một nhà máy, ở quy mô vừa là thông thoáng một phòng chức năng và ở quy mô bé là làm mát các thiết bị điện tử trong các máy móc phức tạp như máy tính chẳng hạn. Ngoài ra việc thông thoáng các hầm lò hay các đường hầm cũng là một lĩnh vực được nghiên cứu rất nhiều. Gần gũi với bài toán thông thoáng là bài toán lưu thông không khí bằng đối lưu tự nhiên trong cả một vùng lớn như một khu đô thị và bài toán lan truyền tạp chất. Đối tượng hướng đến của luận án là các không gian sống và làm việc. Như chúng ta đã biết, chất lượng không khí trong môi trường ở và làm việc ảnh hưởng đến sức khỏe và sự thoải mái của con người. Vì thế việc thông thoáng không gian sống, tạo một bầu không khí để làm việc hiệu quả là vô cùng cần thiết. Kiểm soát nguồn không khí, lọc và sử dụng hệ thống thông gió để làm giảm bớt nhiệt độ và các chất gây ô nhiễm là phương pháp chính nhằm tăng chất lượng không khí trong hầu hết các tòa nhà. Do vậy các nghiên cứu về truyền nhiệt (chất thải) bằng đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức đang được thế giới quan tâm rất nhiều. Ngoài ý nghĩa nghiên cứu lý thuyết về bài toán truyền nhiệt (chất thải) thì các kết quả thu được khi áp dụng cho các không gian cụ thể có thể sử dụng để tham khảo trong thiết kế xây dựng các tòa nhà hoặc xí nghiệp. Xuất phát từ những lý do nêu trên, luận án đã chọn đề tài “một số vấn đề về thông thoáng và chất lƣợng không khí trong môi trƣờng ở và làm việc” làm nội dung nghiên cứu. 1 Mục tiêu của luận án  Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và các phương pháp số giải bài toán thông thoáng bằng đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức  Phát triển các phương pháp số thích hợp để giải bài toán  Giải các bài toán cụ thể trong môi trường ở và làm việc. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của luận án Luận án tập trung nghiên cứu sự lan truyền nhiệt (chất thải) trong các không gian thông thoáng là hình chữ nhật (2 chiều) và miền hình hộp (ba chiều). Luận án sẽ chỉ ra sự tương tác giữa hai loại dòng thông thoáng và đối lưu tự nhiên, đồng thời xác định ảnh hưởng của hai loại điều kiện biên cũng như vị trí cửa hút – cửa xả đến hiệu quả thông thoáng. Phƣơng pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn dựa trên đường đặc trưng Galerkin và phương pháp sai phân hữu hạn (kỹ thuật ADI và kỹ thuật tách thời gian dựa trên sơ đồ Samarski) để mô phỏng số bài toán thông thoáng hai chiều và ba chiều. Bố cục của luận án Luận án gồm: mở đầu, bốn chương, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục. Nội dung chính của các chương được trình bày dưới đây: Chƣơng 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu về bài toán thông thoáng. Phân tích các vấn đề đã được nghiên cứu, những vấn đề cần được tiếp tục nghiên cứu. Từ đó đề xuất mục tiêu, nội dung và phương pháp của luận án. Chƣơng 2: Nêu một số vấn đề về mô hình toán của bài toán thông thoáng và các phương pháp giải số bao gồm: phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp sai phân hữu hạn và phương pháp đa lưới phi tuyến. Chương này trình bày ngắn gọn các phương pháp số áp dụng trong luận án cho nghiên cứu các vấn đề đặt ra. Chƣơng 3 dành để trình bày một số kết quả về bài toán thông thoáng 2 hai chiều. Trong chương này, chúng tôi chỉ ra sự tương tác giữa hai loại dòng: chuyển động dừng và chuyển động không dừng trong một miền kín hai chiều. Mô phỏng số được tiến hành với một vài giá trị của số Re và R a cho hai trường hợp cửa hút và cửa xả. Một vài đặc điểm thú vị của dòng không khí được tìm thấy, đồng thời tính được lượng nhiệt tỏa ra từ nguồn nhiệt và lượng nhiệt được lấy đi khỏi căn phòng, từ đó đi đến kết luận về ảnh hưởng của các điều kiện biên đến hiệu quả thông thoáng. Trong chƣơng 4, chúng tôi đưa ra một số kết quả về bài toán thông thoáng ba chiều. Tiến hành mô phỏng số cho sự lan truyền của chất thải đi kèm với đối lưu tự nhiên trong miền hình hộp. Hình hộp ở đây có thể được coi như một căn bếp hoặc một nơi làm việc (phân xưởng sản xuất), nơi mà một số nguồn nhiệt và chất thải đồng thời hoạt động. Mục đích của mô phỏng số là để hiểu được quá trình lan truyền chất thải trong miền hình hộp dưới ảnh hưởng của chuyển động đối lưu đồng thời xem xét vị trí của cửa hút - cửa xả ảnh hưởng đến hiệu quả thông thoáng như thế nào. Kết quả mô phỏng rất hữu ích cho việc thiết lập một sơ đồ thông thoáng hiệu quả. 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Đối lƣu tự nhiên và đối lƣu cƣỡng bức Đối lưu là hiện tượng liên quan tới sự truyền nhiệt trong chất lỏng. Đó cũng là một cách thức trao đổi nhiệt phổ biến trong tự nhiên và kỹ thuật. Nguyên nhân hình thành đối lưu tự nhiên là do sự chênh lệch nhiệt độ dẫn đến sự thay đổ ...