A NOVEL FULL-STACK SIMULATION TOOL FOR RAPID MODELING OF THERMAL PROCESSES IN BOREHOLE THERMAL ENERGY STORAGE SYSTEMS

Daniar Aizhulov; Tangnur Amanzholov; Madina Tungatarova; Banu Abdullayeva

doi:10.26577/jpcsit5320269

Авторлар

Даниар Айжулов Satbayev University, Department of Mechanical Engineering, Almaty, Kazakhstan https://orcid.org/0000-0001-5496-4639 (расталмаған)
Таңнұр Аманжолов Satbayev University, Department of Mechanical Engineering, Almaty, Kazakhstan https://orcid.org/0000-0001-7386-9717 (расталмаған)
Мадина Тунгатарова Satbayev University, Department of Mechanical Engineering, Almaty, Kazakhstan https://orcid.org/0000-0003-3138-3326 (расталмаған)
Бану Абдулаева Satbayev University, Department of Mechanical Engineering, Almaty, Kazakhstan https://orcid.org/0009-0002-8535-4619 (расталмаған)

DOI:

https://doi.org/10.26577/jpcsit5320269

Түйін сөздер:

Ұңғыма жылу алмастырғышы, жер асты жылу сорғысы, толық стек бағдарламалық жасақтамасы, өтпелі термиялық модельдеу, геометриялық оңтайландыру, термиялық жауап сынағы

Аңдатпа

Жерасты жылу аккумулятор жүйелері ғимараттардың климатын реттеу үшін тиімді, алайда оларды модельдеу геометриялық диспропорция әсерінен айтарлықтай күрделене түседі: жылу алмастырғыштың диаметрі оның тереңдігінен бірнеше реттік шамаға кіші. Бұл орасан зор есептеу шығындарына алып келеді және толық қанды 3D-модельдеуді іс жүзінде тиімсіз етеді. Жағдай есептің көппараметрлі сипатымен одан әрі қиындай түседі. Осыған байланысты классикалық параметрлік зерттеулер мен сезімталдыққа талдау жұмыстары да үлкен көлемдегі есептеу қуатын талап етеді, ал бұл жедел итеративті жобалау процесін айтарлықтай тежейді. Бұл мәселені шешу үшін осы мақалада дәстүрлі түрде күрделі гидродинамикалық есептеулерді қажет ететін түйіндес жылу және масса алмасу есептеулерін автоматтандыратын жаңа біріктірілген толық функционалды бағдарламалық архитектура ұсынылған. Методология ұңғымалық жылу алмастырғыш ішіндегі бір өлшемді гидродинамика мен термиялық процестерді және біртекті емес топырақтың үш өлшемді жылу өткізгіштігін есептеу үшін векторланған сандық есептеулерді қолдана отырып, оңтайландырылған айқын шекті-айырымды бэкендпен үйлесетін қолжетімді қосымша мен оқшауланған дерекқорға негізделеді. Бағдарламалық жабдықтың математикалық дәлдігі TRT(Thermal Response Test) эксперименттерінің нәтижелерімен расталды. Ұсынылып отырған құрал ауқымды параметрлік зерттеулерді және жүйенің негізгі физикалық факторларға сезімталдық талдауын жүзеге асыруға мүмкіндік берді. Модель біртекті емес топырақ қабаттарының жылу-физикалық сипаттамаларының және бентониттің қасиеттерінің жылуалмастырғыштың жылу алмасу тиімділігіне әсерін кешенді түрде бағалауға мүмкіндік береді. Есептеу схемасына жерасты су ағындарының әсерін қосу бағдарламаның функционалын кеңейтіп, өзгеретін жағдайларда жүйені толыққанды кешенді динамикалық модельдеуді жүргізуге мүмкіндік береді. Нәтижесінде, әзірленген бағдарламалық жабдық жерасты жылу сақтау жүйелерін жылдам кешенді динамикалық модельдеуге арналған, ауқымдалатын және экономикалық тиімді құрал болып табылады. Нақты топырақ қасиеттерін, бентонит сипаттамаларын және жерасты ағындарының әсерін ескере отырып, терең параметрлік оңтайландыру мүмкіндігін қамтамасыз ете отырып, бағдарлама озық теориялық термодинамикалық принциптер мен практикалық жобалау қажеттіліктерін сәтті ұштастырады.

##plugins.themes.default.displayStats.downloads##

##plugins.themes.default.displayStats.noStats##

Автор өмірбаяндары

Даниар Айжулов, Satbayev University, Department of Mechanical Engineering, Almaty, Kazakhstan

D.Y. Aizhulov, PhD in Mechanics and MSc in Software Engineering, is a Leading Researcher at Satbayev University. A Microsoft Certified IT Professional, he specializes in information systems development and geostatistical modeling.
Таңнұр Аманжолов, Satbayev University, Department of Mechanical Engineering, Almaty, Kazakhstan

T.E. Amanzholov, PhD student, who completed specialized training at the TOTAL Energy School and industrial internships, presents practical experience in sustainable energy and drilling technologies.
Мадина Тунгатарова, Satbayev University, Department of Mechanical Engineering, Almaty, Kazakhstan

M.S. Tungatarova, PhD, is the Head of the Department of Mechanical Engineering at Satbayev University and holds a dual degree from KazNU and AGH-NTU (Poland). She has completed research internships at leading European universities.
Бану Абдулаева, Satbayev University, Department of Mechanical Engineering, Almaty, Kazakhstan

Master's student B. Abdullayeva explores computational fluid dynamics, reactive transport modeling, and the use of neural networks to optimize uranium in-situ leaching processes.