17 research outputs found

    Evaluation of Air Mixing and Thermal Comfort From High Sidewall Supply Air Jets

    Get PDF
    Uniform mixing of conditioned air with room air is an essential factor for providing comfort in homes. The higher the supply flow rates the easier to reach good mixing in the space. In high performance homes, however, the flow rates required to meet the small remaining thermal loads are not large enough to maintain uniform mixing in the space. The objective of this study is to resolve this issue and maintain uniform temperatures within future homes. We used computational fluid dynamics modeling to evaluate the performance of high sidewall air supply for residential applications in heating and cooling modes. Parameters of the study are the supply velocity, supply temperature, diffuser dimensions, and room dimensions. Laboratory experiments supported the study of thermal mixing in heating mode; we used the results to develop a correlation to predict high sidewall diffuser performance. For cooling mode, numerical analysis is presented. The results provide information to guide the selection of high sidewall supply diffusers to maintain proper room mixing for heating and cooling of high performance homes. It is proven that these systems can achieve good mixing and provide acceptable comfort levels. Recommendations are given on the operating conditions to guarantee occupant comfort

    Casimir force in critical ternary polymer solutions

    No full text
    Consider a mixture of two incompatible polymers A and B in a common good solvent, confined between two parallel plates separated by a finite distance L. We assume that these plates strongly attract one of the two polymers close to the consolute point (critical adsorption). The plates then experience an effective force resulting from strong fluctuations of the composition. To simplify, we suppose that either plates have the same preference to attract one component (symmetric plates) or they have an opposed preference (asymmetric plates). The force is attractive for symmetric plates and repulsive for asymmetric ones. We first exactly compute the force using the blob model, and find that the attractive and repulsive forces decay similarly to L⁻⁴. To go beyond the blob model that is a mean-field theory, and in order to get a correct induced force, we apply the Renormalization-Group to a φ⁴ -field theory ( φ is the composition fluctuation), with two suitable boundary conditions at the surfaces. The main result is that the expected force is the sum of two contributions. The first one is the mean-field contribution decaying as L⁻⁴, and the second one is the force deviation originating from strong fluctuations of the composition that decreases rather as L⁻³. This implies the existence of some cross-over distance L* ∼ aNφ¹/² ( a is the monomer size, N is the polymerization degree of chains and φ is the monomer volumic fraction), which separates two distance-regimes. For small distances (L L*) the fluctuation force is more important.Розглядається суміш двох несумісних полімерів A і B , що добре розчиняються в спільному розчиннику, вміщена між двома паралельними пластинами, розділеними скінченною відстанню L. Ми вважаємо, що поблизу точки розчинення вони сильно притягають один з двох полімерів (критична адсорбція). При цьому пластини знаходяться під впливом ефективної сили, породженої сильними флуктуаціями суміші. Для спрощення ми припускаємо, що або обидві пластини притягають той самий компонент (симетричні пластини) або вони віддають перевагу різним компонентам (асиметричні пластини). Симетричним пластинам відповідає сила притягання, асиметричним – відштовхування. Спершу ми точно розрахували цю силу, використовуючи краплинну модель, і встановили, що сили притягання і відштовхування загасають подібним чином як L⁻⁴. Щоб вийти поза межі краплинної моделі, яка відповідає наближенню середнього поля, і з метою отримати правильний вигляд індукованої сили, ми застосували ренорм-груповий підхід до теорії поля φ⁴ ( φ – флуктуація суміші) з двома відповідними граничними умовами на поверхнях. У результаті встановлено, що шукана сила є сумою двох вкладів. Перший з них – це вклад середнього поля, що загасає якL⁻⁴, а другий – відхилення, викликане сильними флуктуаціями суміші, що зменшується радше як L⁻³. Це означає, що існує певна відстань кроссоверу L* ∼ aNφ¹/² ( a – розмір мономера, N – ступінь полімеризації ланцюжків і φ – об’ємна частка мономера), що розділяє характерні відстані двох згаданих режимів. На малих відстанях (L L*) більш важливим стає флуктуаційний вклад

    Predicting flow reversals in chaotic natural convection using data assimilation

    Full text link
    A simplified model of natural convection, similar to the Lorenz (1963) system, is compared to computational fluid dynamics simulations in order to test data assimilation methods and better understand the dynamics of convection. The thermosyphon is represented by a long time flow simulation, which serves as a reference "truth". Forecasts are then made using the Lorenz-like model and synchronized to noisy and limited observations of the truth using data assimilation. The resulting analysis is observed to infer dynamics absent from the model when using short assimilation windows. Furthermore, chaotic flow reversal occurrence and residency times in each rotational state are forecast using analysis data. Flow reversals have been successfully forecast in the related Lorenz system, as part of a perfect model experiment, but never in the presence of significant model error or unobserved variables. Finally, we provide new details concerning the fluid dynamical processes present in the thermosyphon during these flow reversals
    corecore