ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) في أبوظبي والمنطقة الغربية

يوفر تحليل ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) من تارجت إنترناشيونال لمصممي المباني ومهندسي الأعمال الكهروميكانيكية (MEP) رؤى دقيقة قائمة على البيانات حول أنماط تدفق الهواء والتوزيع الحراري وجودة الهواء الداخلي، قبل تصنيع أي مجرى هواء أو تركيب أي ناشر. وقد أنجز فريق CFD لدينا 65 مشروع محاكاة لمشاريع تطويرية تتجاوز مساحتها الإجمالية 1.2 مليون متر مربع في أبوظبي، ورصد عيوباً تصميمية كانت ستكلف 2.5 مليون درهم لمعالجتها بعد الإنشاء.

يعتمد تحليل CFD على الطرق العددية لحل معادلات نافييه-ستوكس التي تحكم حركة الموائع وانتقال الحرارة ضمن نموذج حسابي ثلاثي الأبعاد لمبناكم. ونُنشئ نماذج هندسية مفصلة انطلاقاً من ملفات CAD المعمارية، ثم نحدد الشروط الحدية، بما فيها درجة حرارة الهواء الخارجي والإشعاع الشمسي وأحمال الإشغال والأحمال الحرارية للمعدات ومعاملات هواء الإمداد في أنظمة التكييف والتهوية. وتعمل عمليات المحاكاة لدينا على محطات عمل عالية الأداء بمعالجات من 64 نواة وذاكرة وصول عشوائي بسعة 256 غيغابايت، وتعالج ما بين 5 و15 مليون خلية حسابية لكل نموذج بمعيار تقارب يبلغ 10^-4 لخطأ البواقي.

تشمل المخرجات خرائط ملونة لتوزيع درجات الحرارة، ومخططات متجهات السرعة، وتوزيعات عمر الهواء، ومؤشرات الراحة PMV/PPD لكل منطقة في المبنى. ونحدد المناطق التي تعاني من مشكلات، مثل التطبق الحراري في الردهات المفتوحة، وجيوب الهواء الراكد في الطوابق العميقة، والدوران القصير للهواء عند النواشر، وعدم كفاية التهوية في المكاتب الركنية. ففي أحد الأبراج في أبوظبي المكوّن من 35 طابقاً، كشف تحليل CFD الذي أجريناه أن التوزيع الأصلي للنواشر كان سيُحدث تفاوتاً في درجات الحرارة يبلغ 6 درجات مئوية عبر طابق المكاتب المفتوح. وقد خفّضت توصياتنا بإعادة توزيع النواشر وتعديل مقاساتها هذا التفاوت إلى 1.2 درجة مئوية، ضمن معايير الراحة وفق ASHRAE 55.

يكتسب تحليل CFD قيمة خاصة في أنواع المباني المعقدة: الردهات المفتوحة وصالات الاستقبال مزدوجة الارتفاع، والقاعات والمسارح، ومراكز البيانات ذات الكثافات الحرارية العالية، وغرف العمليات في المستشفيات التي تتطلب تدفقاً هوائياً صفائحياً، والمطابخ ذات العوادم المحمّلة بالدهون، ومواقف السيارات التي تتطلب إدارة أول أكسيد الكربون. كما نُجري محاكاة لإدارة الدخان لاعتماد هندسة الحريق، تشمل نمذجة هبوط طبقة الدخان ومدى الرؤية أثناء الإخلاء وفعالية أنظمة الشفط، وفق متطلبات قانون الإمارات للحماية من الحرائق وسلامة الأرواح.