یکی از راه های درزبندی آیرودینامیکی فضا که از هدر رفت انرژی تا حدود زیادی جلوگیری میکند، استفاده از دستگاه پرده هوا می باشد. عوامل متعددی ممکن است بر عملکرد دستگاه پرده هوا تأثیر بگذارد، ازجمله سرعت جت خروجی، زاویه نازل جت خروجی، ضخامت نازل،ارتفاع نصب، عرض درب، شرایط مرزی محیط و غیره که در این میان یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر عملکرد بهینه ی دستگاه پرده هوا،اختلاف فشار ایجادشده در فضای داخلی و خارجی ساختمان هست. نشت هوا و یا حرکت هوا به داخل یا خارج ساختمان، عمدتاً ناشی از اختلاف فشار در عناصر مختلف محوطه ساختمان است. این تفاوت در فشار بین داخل و خارج ساختمان میتواند توسط عوامل مختلف مانند اثر باد، اثر توده و یا عملیات سیستم HVAC ایجاد شود.
در این مطالعه که در قالب پایان نامه کاشناسی ارشد محمد امین شریفی در رشته مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی انجام شده است،‌یک اتاق کوچک مقیاس در ابعاد 44 / 2 × 44 / 2 × 3 / 1 مترمکعب (طول×عرض× ارتفاع ) ایجادشده است که دربی در وسط دیوار میانی با ابعاد  61 / 0 × 71 / 0 مترمربع (عرض× ارتفاع)  قرار دارد. یک دستگاه پرده هوا نیز در بالای درب بر روی دیوار میانی نصب شده که ارتفاع آن از سطح زمین 71 / 0 متر می باشد. ابعاد دستگاه پرده هوای نصب شده 2 / 0 × 61 / 0 × 2 /0  مترمکعب (طول×عرض× ارتفاع ) می باشد.
ابعاد نازل جت خروجی پرده هوا 0665 / 0 × 61 / 0 مترمربع ( طول× عرض) است که زاویه نازل جت خروجی 20 - درجه (به سمت خارج اتاق) می باشد، برای شبیه سازی، تحلیل و بررسی این محیط از نرم افزار انسیس فلوئنت استفاده شده است.
در این پژوهش حالت بدون دستگاه پرده هوا و همچنین عملکرد پرده هوا در سرعتهای جت خروجی 1/ 9 و 75/ 13 متر بر ثانیه تحت تأثیر مستقیم اختلاف فشار مثبت و منفی در داخل اتاق مورد بررسی قرار گرفته است.
با توجه به اهمیت بالای تأثیر اختلاف فشار بر عملکرد بهینه دستگاه پرده هوا و به این دلیل که برای مطالعهی این دستگاه همیشه امکان ایجاد فضای آزمایشگاهی وجود ندارد، برای تحلیل آن از روشهای حل عددی استفاده میشود. حاصل نمودن نزدیکترین نتایج شبیهسازی عددی به نتایج تجربی بسیار حائز اهمیت می باشد، بنابراین برای حل میدان با روش عددی، از مدلهای اغتشاشی spalart-allmaras ، k-ɛ استاندارد ، k-ω استاندارد و k-ω SST در شرایط مرزی مشابه استفاده شد و نتایج شبیه سازی عددی با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفت تا مدل اغتشاشی مناسب که نزدیکترین نتایج عددی را به نتایج تجربی دارد، تعیین گردد.
پژوهش حاضر نشان داد که برای کم کردن تأثیر اختلاف فشار بر عملکرد بهینه ی دستگاه پرده هوا میتوان سرعت جت خروجی را از 1 / 9 به 75 / 13 متر بر ثانیه افزایش داد و همچنین با افزایش سرعت جت خروجی پرده هوا، میزان انحراف جت نیز کاهش مییابد. همچنین نشان داد که از مقایسه خطای نسبی نتایج عددی حاصل برای سرعت 1 / 9 متر بر ثانیه خروجی جت پرده هوا، نسبت به نتایج تجربی میتوان گفت که برای بدست آوردن نزدیکترین دادهها بهتر است، در اختلاف فشارهای 0 / 0 تا 6 / 7 پاسکال از مدل اغتشاشی k-ω SST و در اختلاف فشارهای بالاتر، از مدلهای اغتشاشی spalart-allmaras یا k-ɛ استاندارد، برای حل میدان استفاده کرد. با توجه به بررسیها بهصورت کلی، مدل اغتشاشی k-ω SST کمترین خطای نسبی را در سرعت جت خروجی 1 / 9 متر بر ثانیه ارائه میکند و میتوان آن را مناسبترین مدل اغتشاشی در سرعت 1 / 9 متر بر ثانیه جت خروجی معرفی کرد. در ادامه از مقایسه خطای نسبی نتایج عددی حاصل برای سرعت 75 / 13 متر بر ثانیه خروجی جت پرده هوا، نسبت به نتایج تجربی، میتوان گفت که برای بدست آوردن نزدیکترین دادهها بهتر است، در اختلاف فشارهای 4 تا 3 / 10 پاسکال، یعنی زمانی که فن موجود در اتاق، دمش را اعمال میکند، از مدل اغتشاشی k-ɛ استاندارد و در اختلاف فشارهای بالاتر، یعنی زمانیکه فن موجود در اتاق، مکش را اعمال میکند و همچنین زمانیکه دبی ورودی نداریم، از مدل اغتشاشی k-ω استاندارد، برای حل میدان استفاده کرد.
گفتنی است این پژوهش در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد محمد امین شریفی با راهنمایی دکتر هادی پاسدار شهری عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک انجام شد.