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
Je třeba simulovat přesný model geometrie se zadanou porozitou (zde se uvažuje 40% porozita) (obrázek 2). Pro implementaci přesné geometrie by měla být možnost zjednodušeného modelu odškrtnuta a je třeba zvýšit úroveň zahuštění sítě (obrázek 3).
Krok 2: Nastavení simulace
Celý průřez oblasti simulace by měl být vyplněn porézní plochou, aby vzduch mohl proudit skrz propustné medium. Dolní okrajovou podmínku větrného tunelu je třeba nastavit jako prokluz, abychom skutečně viděli tlakovou ztrátu porézního povrchu (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 v programu RWIND získat údaje o tlakové ztrátě pomocí grafu podél liniové sondy (obrázky 5, 6). Je velmi důležité zohlednit stálou část diagramu tlakového pole, abychom se vyhnuli účinkům lokálního kolísání tlaku, určité polohy atd.
Krok 4: Darcy-Forchheimerova kalkulačka
Pro získání požadovaných vstupních parametrů v programu RWIND, jako je Darcyho součinitel (D) a součinitel setrvačnosti (I), můžeme použít Darcy-Forchheimerovu kalkulačku (
Darcy-Forchheimerova kalkulačka
)jsou požadované informace znázorněny na obrázku 7. Po zadání vstupních údajů lze získat Darcyho součinitel (D) a Forchheimerův příspěvek (F), který odpovídá součiniteli setrvačnosti (I) v programu RWIND; také L je délka propustného média ve směru proudění (zde tloušťka plochy = 0,0016 m). Nakonec můžete nahradit všechny parametry v tabulce RWIND pro propustné plochy (obrázek 8).
