پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شمارهها | 439 |
| تعداد مقالات | 5,658 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,736,130 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,363,005 |
حساسیت سنجی مکان ورودی و خروجی هوا بر میزان انتقال ذرات در اتاق اداری با استفاده از روش تاگوچی و آنالیز واریانس | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| دوره 56، شماره 1، 1403، صفحه 57-80 اصل مقاله (1.7 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2024.22942.7698 | ||
| نویسندگان | ||
| حسن سجادی* 1، 2؛ سید نادر نبوی1، 2؛ گودرز احمدی3، 2؛ امین امیری دلوئی1، 2؛ هومن نعیمی1، 2 | ||
| 1دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران | ||
| 2مرکز مطالعات و همکاریهای بینالمللی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران | ||
| 3دانشکده مکانیک و هوافضا، دانشگاه کلارکسون، نیویورک، آمریکا | ||
| چکیده | ||
| در پژوهش حاضر با استفاده از روش تاگوچی و آنالیز واریانس، میزان حساسیت انتشار ذرات داخل اتاق به موقعیت مکانی دریچه ورودی و خروجی هوا مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور تعداد 86400 ذره با اندازه یک میکرومتر در فاصلههای زمانی یکسان بهصورت همگن از دریچه ورودی به داخل اتاق تزریق گردید و موقعیتهای مختلفی برای دریچه ورودی (32 موقعیت) و دریچه خروجی (4 موقعیت) بر روی سقف و کف اتاق در نظر گرفته شد. سپس رفتار ذره و میزان ته نشینی و ماندگاری ذره داخل اتاق برای یک دوره زمانی 60 ثانیه ای با استفاده از روش شبکه بولتزمن چند زمانه مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش تاگوچی و آرایههای متعامد L16، تعداد آزمایشهای مورد نیاز به اندازه هشت برابر کاهش یافت. تمامی آزمایشهای مشخص شده از آرایه متعامد شبیهسازی و مقدار ذرات معلق در فضای اتاق اندازهگیری شد. پس از انجام آزمایشها، بر اساس عاملی به نام نسبت سیگنال به نویز و آنالیز واریانس دادهها، میزان اثرگذاری هر پارامتر بر خروجی مسئله مشخص گردید. با توجه به نتایج بدست آمده موقعیت طولی دریچه ورودی هوا با سهم 84/42 درصد بیشترین تاثیر را بر میزان ذرات معلق در اتاق داشت. همچنین کمترین تاثیر را موقعیت ارتفاع دریچه خروجی هوا با سهم 0/16 درصد دارد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آنالیز واریانس؛ روش تاگوچی؛ حساسیت سنجی؛ انتشار ذرات | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Sensitivity Analysis of the Location of Inlet and Outlet Air on the Particle Transmission in a Modeled Room Utilizing Taguchi Method and ANOVA | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hasan Sajjadi1، 2؛ S. Nader Nabavi1، 2؛ Goodarz Ahmadi3، 2؛ Amin Amiri Delouei1، 2؛ Hooman Naeimi1، 2 | ||
| 1Faculty of Engineering, University of Bojnord, Bojnord, Iran|Center for International Scientific Studies and Collaboration, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran | ||
| 2Faculty of Engineering, University of Bojnord, Bojnord, Iran|Center for International Scientific Studies and Collaboration, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran | ||
| 3Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Clarkson University, Potsdam, USA|Center for International Scientific Studies and Collaboration, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In the present study, the sensitivity of particle dispersion within a room to the spatial position of the inlet and outlet air register was investigated using the Taguchi method and analysis of variance (ANOVA). For this purpose, a total of 86400 particles with a size of 1µm were uniformly injected from the inlet register into the room at equal time intervals. Different positions for the inlet register (32 positions) and outlet register (4 positions) on the ceiling and floor of the room were considered. Subsequently, the behavior of the particles, as well as the particle deposition and dispersion within the room over a 60-second time period, were examined using the multi-relaxation time lattice Boltzmann method. By employing the Taguchi method and L16 orthogonal arrays, the required number of experiments was reduced by 1/8. All specified experiments that were suggested by the orthogonal array were simulated, and the number of suspended particles in the room was measured. Following the experiments, the effects of each parameter on the output of the problem were determined based on a factor called the signal-to-noise (S/N) ratio and analysis of variance. According to the obtained results, the longitudinal position of the inlet register had the highest impact on the number of suspended particles in the room, accounting for 84.42% contribution. Additionally, the vertical position of the outlet register had the least impact, contributing only 0.16%. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| ANOVA, Taguchi method, Sensitivity Analysis, Particle Dispersion | ||
| مراجع | ||
|
[1] N.H. Leung, D.K. Chu, E.Y. Shiu, K.-H. Chan, J.J. McDevitt, B.J. Hau, H.-L. Yen, Y. Li, D.K. Ip, J. Peiris, Respiratory virus shedding in exhaled breath and efficacy of face masks, Nature medicine, 26(5) (2020) 676-680. [2] Y. Bu, R. Ooka, H. Kikumoto, W. Oh, Recent research on expiratory particles in respiratory viral infection and control strategies: A review, Sustainable Cities and Society, 73 (2021) 103106. [3] F. Mohamadi, A. Fazeli, A review on applications of CFD modeling in COVID-19 pandemic, Archives of Computational Methods in Engineering, 29(6) (2022) 3567-3586. [4] S. Peng, Q. Chen, E. Liu, The role of computational fluid dynamics tools on investigation of pathogen transmission: Prevention and control, Science of The Total Environment, 746 (2020) 142090. [5] R.K. Bhagat, M.D. Wykes, S.B. Dalziel, P. Linden, Effects of ventilation on the indoor spread of COVID-19, Journal of Fluid Mechanics, 903 (2020) F1. [6] A. Goldblatt, M.J. Loccisano, M.I. Mahe, J.J. Dennehy, F. Spagnolo, Risk of Infection Due to Airborne Virus in Classroom Environments Lacking Mechanical Ventilation, bioRxiv, (2022) 2022.2012. 2015.520644. [7] M. Ahmadzadeh, M. Shams, A numerical approach for preventing the dispersion of infectious disease in a meeting room, Scientific Reports, 12(1) (2022) 16959. [8] H. Sajjadi, A. Amiri Delouei, G. Ahmadi, Investigation of the Effect of Ventilation System Inlet Location on Particle Motion in a Room Using Multi Relaxation Time-Lattice Boltzmann Method, Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, 53(3) (2021) 1457-1468. [9] Z. Younsi, L. Koufi, H. Naji, Numerical study of the effects of ventilated cavities outlet location on thermal comfort and air quality, International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, 29(11) (2019) 4462-4483. [10] Y. Jiang, J. Ma, Y. Cheng, Effect of Air Inlet Spacing on Air Distribution and Ventilation Performance of Stratum Ventilation Using Multiple Parallel Jets, Applied Sciences, 13(7) (2023) 4143. [11] J. Antony, Design of experiments for engineers and scientists, Elsevier, 2023. [12] R.K. Roy, A primer on the Taguchi method, Society of Manufacturing Engineers, 2010. [13] A. Akbarzadeh, M. Fallah, N. Mahpeykar, N. Nabavi, Application of Taguchi optimization method in active vibration control of a smart beam, Advanced Materials Research, 488 (2012) 1777-1782. [14] M. Khalili, M. Taheri, H. Hoshangi, F. Shakeri, A. Tahmasbi, Investigation of the effect of parameters related to the absorbent fabric on the performance of the stepped solar still using the Taguchi method, Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, 55(1) (2023) 2-2. [15] O. Ramezani Azghandi, M.J. Maghrebi, A. Teymourtash, Experimental Investigation of Flow Rate and Concentration Effects of Graphene-Water Nanofluid and Finding the Optimal Conditions Using Taguchi Method, Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, 54(3) (2022) 629-648. [16] A. Falahat, Sensitivity analysis of boehmite alumina nanofluid in a novel cylindrical heat sink with hybrid helical-straight minichannels using the taguchi method and statistical analysis, International Journal of Thermal Sciences, 185 (2023) 108035. [17] A.M. Darbari, M.A. Alavi, S.R. Saleh, V. Nejati, Sensitivity analysis of nanofluid flow over different flat tubes confined between two parallel plates using Taguchi method and statistical analysis of variance, International Journal of Thermal Sciences, 173 (2022) 107428. [18] H. Bahrami, A. Nadery, A. Moghaddas Ahangari, H. Ghasemi, Using the Propeller Pre-swirl stator to reduce underwater vehicle roll motion and increase Propeller efficiency, Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, 55(1) (2023) 7-7. [19] D. Karadimou, N. Markatos, Modelling of two-phase, transient airflow and particles distribution in the indoor environment by Large Eddy Simulation, Journal of Turbulence, 17(2) (2016) 216-236. [20] H. Sajjadi, M. Salmanzadeh, G. Ahmadi, S. Jafari, Turbulent indoor airflow simulation using hybrid LES/RANS model utilizing Lattice Boltzmann method, Computers & Fluids, 150 (2017) 66-73. [21] C. Li, Y. Zhao, Y. He, K.H. Luo, Y. Li, Simulation of indoor harmful gas dispersion and airflow using three-dimensional lattice Boltzmann method based large-eddy simulation, AIP Advances, 11(3) (2021). [22] F. Bazdidi-Tehrani, M.S. Sargazizadeh, Large eddy simulation of flow field and particle dispersion in a ventilated model room using a parallel lattice Boltzmann method, Aerosol Science and Technology, 57(6) (2023) 577-595. [23] J. Posner, C. Buchanan, D. Dunn-Rankin, Measurement and prediction of indoor air flow in a model room, Energy and buildings, 35(5) (2003) 515-526. [24] Z.F. Tian, J.Y. Tu, G. Yeoh, R. Yuen, On the numerical study of contaminant particle concentration in indoor airflow, Building and Environment, 41(11) (2006) 1504-1514. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 613 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 655 |
||