Zpět k online manuálům

290x

005724

11.7.2024

Vybrat manuál

Přehled

Úvod

Teorie

Vstupní údaje

Výpočet

Výsledky

Propustné plochy

V programu RWIND 3 Pro je možné použít propustnost na plochu. Stručná teorie o propustnosti je uvedena v kapitole Propustnost. V programu RWIND 3 Pro je propustnost modelována pomocí okrajových podmínek, předepsaných tlakových ztrát na definovaných plochách. Tlakové ztráty (tlakový gradient) jsou dány rovnicí:

∆ p = - (D μ U + \frac{1}{2} I ρ {|\begin{matrix} U \end{matrix}|}^{2}) \cdot L

Δp[Pa]	Tlaková ztráta
μ[Pa.s]	Dynamická viskozita kapaliny
U[m/s]	Rychlost proudění
D[1/m²]	Darcyho koeficient
I[1/m]	Součinitel setrvačnosti
ρ[kg/m³]	Hustota proudění
L[m]	Permeable media length in the flow direction

Tlaková ztráta

kde koeficienty D a I jsou definovány jako:

I = \frac{C_{F}}{\sqrt{α}}

C_F[-]	Forchheimerův parametr
α[m²]	Propustnost

Součinitel setrvačnosti

D = \frac{1}{α}

α[m²]

Propustnost

Darcyho součinitel

V modelech propustných médií popsaných v kapitole Propustnost je na pravé straně rovnic N-S v těžišti buněk, kde má být řešena propustnost, přidán zdrojový člen. Jelikož RWIND 3 Pro řeší pouze propustné plochy (tj. relativně tenké prvky), je propustnost dosud modelována pomocí cyklické okrajové podmínky (porousBafflePressure), která předepisuje tlakový gradient na vybraných prvcích (patch). Více podrobností naleznete v příručce OpenFOAM. Jedná se o výpočetně jednoduchý model, který umožňuje dosáhnout zajímavých výsledků v krátkém výpočetním čase. Má však svá omezení, například použití modelu pro vysoké tlakové ztráty nemusí vést ke konvergenci a výsledkům.

Podrobnější informace o modelu propustnosti (porousBafflePressure) naleznete v manuálu OpenFOAM-4.1.

Propustnost & zóny

V programu RWIND 3 Pro se propustnost přiřazuje vybraným zónám jako materiálová charakteristika, viz obrázek níže.

Zóny a propustnost

V dialogovém okně „Upravit zónu“ v části „Materiál“ klikněte na „Vytvořit nový materiál…“ nebo „Upravit materiál…“. Zobrazí se dialog s parametry propustnosti.

Úprava Materiálu, Propustnost

Zde je třeba definovat součinitele propustnosti D a I a délku (tloušťku) plochy propustné L. Úvod do odvození a získání těchto součinitelů byl popsán v kapitole Propustnost. Další nápady a přístupy k odvození součinitelů lze také najít zde: Darcy-Forchheimerova kalkulačka Jeden ze způsobů, jak získat součinitel a modelovat propustnost, je popsán v článku databáze znalostí na webových stránkách společnosti Dlubal.

KB | Použití funkce propustných ploch v programu RWIND Pro

Po nastavení všech součinitelů a přiřazení zón k plochám je model s propustnými plochami připraven k výpočtu.

Tip

Při nastavování součinitelů D a I je důležité mít na paměti jejich fyzikální interpretaci. Součinitel D ovlivňuje význam třecích (viskózních) sil, zatímco součinitel I ovlivňuje význam součinitele setrvačnosti rychlosti při průchodu proudění propustnou plochou.

Důležité

Výpočet s propustností povrchu lze provést pouze na zjednodušených modelech. Síť zjednodušeného modelu zajišťuje geometricky správnou síť bez otevřených objemů. Pokud je zjednodušení modelu deaktivováno, může být generovaná objemová síť nekvalitní a výsledky mohou být nepřesné. Zde je důležité zdůraznit, že zjednodušený model s propustnými povrchy a bez nich se výrazně liší; viz obrázek „Modelová síť s propustným povrchem a bez něj“ – model s propustnými povrchy v tomto případě tvoří model s otevřeným objemem, což vede k větší objemové síti než u stejného modelu bez nich.

Vizualizace znázorňující dvě varianty modelu sítě, jednu s propustnou plochou a druhou bez ní.

Model sítě s propustnou plochou a bez propustné plochy

Důležité

Současný model propustnosti (OpenFOAM, porousBafflePressure) je funkční pro relativně jednoduché propustné plochy (např. drátěné sítě, žaluzie, bariéry atd.), tj. jednoduché tvary definované sadou stejně orientovaných trojúhelníků. Pokud tedy použijeme propustné plochy pro celou budovu (například model „Eiffelova věž“ ze Správce projektů), bude výpočet s největší pravděpodobností nestabilní, výsledky budou nepřesné nebo výpočet nebude fungovat vůbec.

Pole rychlostí, Propustné povrchy

Nadřazená kapitola

Importované modely