Математическое моделирование театра

Математическое Моделирование от профессионалов

Математическое моделирование театра

Задача математического моделирования театра сводится к тому, чтобы на сколько комфортно будет зрителям. В случае обнаружения проблем разработать корректировки к проектным решениям. Для этого строится математическая модель и проводится расчет воздушного потока, моделируются картины температур, влажности и содержания СО2. Все эти параметры в совокупности влияют на чувство комфорта человека и подлежат анализу.

В данной задаче рассматривался 3-х ярусный театральный зал на 1700 зрителей. Одной из особенностей функционирования театра является значительные тепловыделения в области сцены. Часто конвективные потоки от сцены влияют на общую циркуляцию в объеме театрального зала и меняют портят воздухораспределение, задуманное в проекте. Зрители, плотно сидящие на местах так же оказывают заметное влияние на течения в объеме. В результате расчета воздушных потоков порой получаются совершенно не предсказуемые течения и картины температур.

В процессе моделирования театра строится математическая модель, детализированная достаточно, чтобы выявить все эффекты, влияющие на течения и картины температур в объеме. В результате расчета воздушного потока можно наглядно увидеть все циркуляционные течения, образующиеся в исследуемом объеме. Картины температур позволяют оценить, как ситуацию в зрительном зале, так и выявить причину непредвиденных циркуляционных течений.

Математическая модель рассматриваемого театрального зала учитывает все теплопритоков от зрителей, постановочного освещения и оборудования сцены и зала.

В результате математического моделирования театра получено, что в большей части зала параметры формирующейся воздушной среды комфортны как для зрителей, так и для актеров. На картине температур видно, что воздух на сцене несколько холоднее чем в зрительном зале, что является правильным, так как интенсивность метаболизма работающих актеров заметно выше чем у зрителей. Также из картин температур и концентраций СО2 видно, что на амфитеатрах ввиду геометрических особенностей зала скапливается тёплый воздух, а также повышено содержание углекислого газа. Таким образом, несмотря на то, что воздух подается непосредственно в зону людей (вытеснением), часть из них будет ощущать дискомфорт.

По результатам моделирования театра исходный проект был скорректирован. На амфитеатрах были добавлены вытяжные решетки, не позволяющие «отработанному» теплому воздуху застаиваться под их потолком. Проверочный расчет воздушных потоков подтвердил эффективность принятых корректировок.

Расчт воздушных потоков Расчт воздушных потоков
Математическое моделирование театра Математическое моделирование театра
Математическое моделирование театра Математическое моделирование театра
Математическое моделирование театра Математическое моделирование театра
Математическое моделирование театра Математическое моделирование театра
Результаты моделирования театра Результаты моделирования театра
Результаты моделирования театра Результаты моделирования театра
Результаты моделирования театра Результаты моделирования театра
Математическое моделирование театра Математическое моделирование театра