Ve výpočetní dynamice tekutin (CFD) lze modelovat složité povrchy, které nejsou zcela plné, pomocí porézních nebo propustných médií. V reálném světě patří mezi příklady takových povrchů větrolamy, drátěná pletiva, perforované fasády a obklady, žaluzie, svazky trubek (řady horizontálních válců) a podobně.
Modely těchto konstrukcí mohou mít natolik komplikovanou geometrii, že pro ně není možné efektivně generovat síť; výsledná síť může být v určitých situacích extrémně jemná nebo nekvalitní. V takových podmínkách bude výpočet buď chybný, nebo zabere značné množství času při použití superpočítačů. Proto se důrazně doporučuje použít při řešení těchto typů konstrukcí model média, které umožňuje průtok.
Zde si krok za krokem vysvětlíme, jak používat funkci propustného povrchu v programu RWIND 2:
Krok 1: Modelování přesné geometrie s porozitou v RWINDu
Je třeba simulovat přesný model geometrie se zadanou porozitou (zde je uvažována 40% porozita) (Obrázek 2). Pro vytvoření přesné geometrie je třeba zrušit zaškrtnutí volby zjednodušeného modelu a zvýšit úroveň zjemnění sítě (Obrázek 3).
Krok 2: Nastavení simulace
Celý průřez simulační oblasti by měl být vyplněn porézním povrchem, aby mohl proud procházet porézní sekcí. Spodní okrajová podmínka aerodynamického tunelu musí být nastavena na skluz, aby bylo možné skutečně vidět tlakovou ztrátu porézního povrchu (Obrázek 4). Tímto způsobem budou získány přesnější hodnoty tlakové ztráty relevantní pro porézní povrch.
Krok 3: Dvě simulace větru s různými rychlostmi větru
Zde se uvažují dvě různé rychlosti větru: 5 m/s a 15 m/s. Po simulacích potřebujeme získat data o tlakové ztrátě pomocí grafu podél liniové sondy v RWINDu (Obrázky 5, 6). Je velmi důležité uvažovat ustálenou část diagramu tlakového pole, aby se zabránilo vlivům lokálních fluktuací tlaku, konkrétní polohy a podobně.
Krok 4: Kalkulátor Darcyho-Forchheimerova zákona
Pro získání požadovaných vstupních parametrů v RWINDu, jako je Darcyho koeficient (D) a inerciální koeficient (I), můžeme použít kalkulátor Darcyho-Forchheimerova zákona ( Darcy-Forchheimerova kalkulačka ); požadované informace jsou uvedeny na Obrázku 7. Po zadání vstupních dat získáte Darcyho koeficient (D) a Forchheimerův příspěvek (F), který je ekvivalentní inerciálnímu koeficientu (I) v RWINDu; L je délka propustného média ve směru proudění (zde je tloušťka povrchu = 0,0016 m). Nakonec můžete všechny parametry dosadit do tabulky propustných povrchů v RWINDu (Obrázek 8).
