การศึกษาพฤติกรรมการไหลของลมร้อนโดยการจำลองด้วย EasyFEM และเทคนิคชาร์โดว์กราฟ

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมการไหลของลมร้อนด้วยการจำลอง พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (Computational Fluid Dynamics,CFD) โดยใช้โปรแกรมไฟไนต์เอลิเมนต์ ที่ชื่อ Easy Finite Element (EasyFEM) และทำการเปรียบเทียบกับผลการทดลองจากภาพถ่ายที่ใช้เทคนิคชาร์โดว์กราฟ (Shadowgraph technique) โดยกำหนดให้ลมร้อนไหลผ่านวัตถุหน้าตัดสามเหลี่ยม สี่เหลี่ยม และวงกลม ที่จัดวางไว้เป็นแบบเดี่ยวและแบบกลุ่ม อุณหภูมิลมร้อนที่ใช้ในการจำลองและการทดลองจะถูกเปลี่ยนแปลง 3 ค่าคือ 60°C 80°C และ 100°C ความเร็วของลมร้อนคงที่ ที่2 m/s ทุกกรณี จากผลการทดลองพบว่า เทคนิคชาร์โดว์กราฟสามารถแสดงพฤติกรรมการไหลของลมร้อนได้อย่างชัดเจน เมื่อเปรียบเทียบกับผลที่ได้จาก EasyFEM จากมุมการเปลี่ยนแปลงของอากาศร้อนที่ไหลผ่านวัตถุ หรือมุม Separation point ของทั้ง 2 วิธี ได้ผลแตกต่างกันเฉลี่ย 2 องศา อย่างไรก็ตาม ผลการจำลองของไหลพลศาสตร์จะแสดงรายละเอียดของพฤติกรรมการไหลของลมร้อน มากกว่า แต่ผลที่ได้จากเทคนิคชาร์โดว์กราฟให้รายละเอียดที่สามารถมองเห็นพฤติกรรมได้ต่อเนื่องด้วยตาเปล่า