İç hacimlerde aydınlık düzeyi dağılımının bulunması ve sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi

Abstract

İÇ HACİMLERDE AYDINLIK DÜZEYİ DAĞILIMININ BULUNMASI VE SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ İç aydınlatma, çalışma düzlemi üzerinde kullanıcıların işlerini kolaylıkla yapmalarını sağlayacak bir aydınlık düzeyinin elde edilmesidir. İç hacimlerde, düzgün aydınlık dağılımının sağlanması ve yeterli aydınlık düzeyinin elde edilmesi, aydınlık düzeyi hesaplamalarının en önemli bölümünü oluşturmaktadır. Bu çalışmada, sayısal yöntemlerden biri olan Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) iç aydınlatma hesaplamalarına uyarlanmıştır. Böylece, iç aydınlatma sistemlerinin yeterliliği kolaylıkla ve güvenilir bir şekilde değerlendirilmiştir. Bir iç hacmin iki ve üç boyutlu aydınlık düzeyi ölçümleri uluslararası standartlara göre yapılmıştır. Ölçüm sonuçları ile aynı ortamın Sonlu Elemanlar Yöntemi ile çözümünde yüksek dereceden polinomsal yaklaşım işlevi kullanılarak yapılan sayısal çözümlemeden elde edilen sonuçlar, sayısal modellemenin doğruluğunu görmek ve kanıtlamak için karşılaştırılmıştır. SEY yaklaşımını kullanan bir paket program yardımıyla, ışınımla ısı transferi ve aydınlatma arasındaki benzerlikten yararlanarak üç boyutlu aydınlık düzeyi hesapları yapılmıştır. Sayısal çözümleme sonucunda elde edilen eş aydınlık düzeyi eğrileri ortam içindeki aydınlığın mevcut durumu hakkında önemli bilgiler vermiştir. Deneysel ve sayısal sonuçlar arasındaki yakınlık, sayısal çözümlemede kullanılan çözüm algoritmasının doğruluğunu kanıtlamaktadır. Bu tez çalışmasında, aydınlık düzeyi açısından iç aydınlatma sistemlerinin yeterlilik değerlendirilmesinin, Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak yüksek doğrulukla yapılabileceği gösterilmiştir.

DETERMINATION OF ILLUMINANCE LEVELS IN INDOOR VOLUMES AND INVESTIGATION USING FINITE ELEMENT METHOD Indoor illumination is to obtain an illuminance level that provides to make easily tasks on the work plane for users. In indoor volumes, the most important parts of illuminance computations are to get sufficient illuminance levels and to provide uniform lighting distribution. In this work, Finite Element Method (FEM) which is one of the numerical methods is adapted to indoor lighting computations. Thus, sufficiency of the indoor lighting systems has been evaluated easily and reliably. 2D and 3D measurements of illuminance levels of an indoor volume were carried out according to international standards. The measurement results and results which are obtained from numerical analysis of the same volume by using the high degree polynomial approach in Finite Element Method were compared to see and to prove the accuracy of numerical modeling. 3D illuminance level calculations were carried out using analogy between heat transfer radiation and illumination by using the software based on the Finite Element Method. Isolux curves obtained at the end of the numerical analysis have given important information about present situation of luminous in the volume. Closeness between experimental and numerical results has confirmed accuracy of solution algorithm used in the numerical analysis. In this thesis, it has been shown that high accuracy evaluation of sufficiency of the indoor lighting systems point of view illuminance level will be realized by using the Finite Element Method.