Ve výpočetní dynamice tekutin (CFD) lze složité plochy, které nejsou zcela celistvé, modelovat pomocí porézního nebo permeabilního média. V reálném světě to jsou například tkaninové větrolamy, drátěné sítě, děrované fasády a opláštění, žaluzie, svazky trubek (soubory horizontálních válců) a další.
Modely těchto konstrukcí mohou mít tak komplikovanou geometrii, že pro ně není možné efektivně generovat síť; vygenerovaná síť může být v určitých situacích velmi jemná nebo nekvalitní. Za takových podmínek bude výpočet buď chybný, nebo výpočetně velmi časově náročný. Proto se při řešení takovýchto konstrukcí důrazně doporučuje použít model média, které je propustné pro proudění.
Zde si krok za krokem vysvětlíme, jak v programu RWIND 2 použít funkci pro propustnost plochy.
Krok 1: Modelování přesné geometrie s porozitou v programu RWIND
The exact model of geometry with specified porosity (here 40% porosity is considered) needs to be simulated (Image 2). For the implementation of the exact geometry, the option of the simplified model should be unchecked, and the mesh refinement level needs to be increased (Image 3).
Krok 2: Nastavení simulace
Celý průřez oblasti simulace by měl být vyplněn porézní plochou, aby vzduch mohl proudit skrz propustné medium. The lower boundary condition of the wind tunnel need to be set as slip to really see the pressure loss of the porous surface (Image 4). Tímto způsobem se získají přesnější hodnoty tlakové ztráty relevantní pro porézní plochu.
Krok 3: Dvě simulace větru s různými rychlostmi větru
Uvažujeme dvě různé rychlosti proudění 5 m/s a 15 m/s. After simulations, we need to obtain pressure loss data using a graph along the line probe option in RWIND (Images 5, 6). It is very important to consider the steady part of the pressure field diagram to avoid the effects of local pressure fluctuation, particular position, and so on.
Krok 4: Darcy-Forchheimerova kalkulačka
To obtain required input parameters in RWIND, such as Darcy coefficient (D) and Inertial coefficient (I), we can use Darcy-Forchheimer Calculator (
https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer
), the required information is shown in Image 7. After entering input data, you can obtain Darcy coefficient (D) and Forchheimer contribution (F), which is equivalent to the Inertial coefficient (I) in RWIND; also L is the permeable media length in the flow direction (here is the thickness of the surface = 0.0016 m). Finally, you can substitute all parameters in RWIND table of permeable surfaces (Image 8).
