2073x
001792
1.2.2023

Jak použít funkci Propustnost ploch v programu RWIND 2?

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.

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 porézní geometrie v programu RWIND

Nejprve je třeba nasimulovat přesný model geometrie kousku materiálu se zadanou porozitou (zde se uvažuje 40%) (obrázek 2). Pro implementaci přesné geometrie je třeba zrušit zaškrtnutí možnosti zjednodušení modelu a zvýšit úroveň zahuštění sítě prvků (obrázek 3).

Krok 2: Nastavení simulace

Celý průřez oblasti simulace by měl být vyplněn porézní plochou, aby vzduch mohl proudit skrz propustné medium. Aby bylo možné skutečně vidět tlakovou ztrátu na porézní ploše, je třeba nastavit dolní okrajovou podmínku větrného tunelu jako skluz (obrázek 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. Po simulacích potřebujeme získat z programu RWIND údaje o tlakových ztrátách z průběhu tlaku podél liniové sondy (obrázky 5 a 6). Je velmi důležité zohlednit ustálenou část diagramu tlakového pole, aby se předešlo účinkům lokálního kolísání tlaku, konkrétní polohy atd.

Krok 4: Darcy-Forchheimerova kalkulačka

Pro získání požadovaných vstupních parametrů pro propustnost plochy v programu RWIND, jako je Darcyho součinitel (D) a inerciální součinitel (I), můžeme použít Darcy-Forchheimerovu kalkulačku (https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer), požadované informace jsou znázorněny na obrázku 7. Po zadání vstupních údajů lze získat Darcyho součinitel (D) a Forchheimerův příspěvek (F), který odpovídá inerciálnímu součiniteli (I) v programu RWIND; také L je délka propustného média ve směru proudění (zde tloušťka plochy = 0,0016 m). Nakonec v programu RWIND můžeme dosadit všechny parametry v tabulce pro propustnost plochy (obrázek 8) a použít je pro složitou geometrii.


Autor

Pan Kazemian má na starosti vývoj produktů a marketing společnosti Dlubal, zejména programu RWIND 2.