268x
005724
11.7.2024

Propustné plochy

V RWIND 3 Pro je možné aplikovat propustnost na povrch. Stručnou teorii o propustnosti lze nalézt v kapitole Permeability. V RWIND 3 Pro je propustnost modelována pomocí okrajové podmínky, předepsaného poklesu tlaku na definovaných površích. Pokles tlaku (tlakový gradient) je dán rovnicí:

kde jsou koeficienty D a I definovány jako:

V modelech propustných médií diskutovaných v kapitole Permeability je na pravé straně rovnic N‑S přidán zdrojový člen v centrálních bodech buněk, kde by měla být řešena propustnost. Protože RWIND 3 Pro řeší pouze propustné povrchy (tj. relativně tenké prvky), je propustnost dosud modelována pomocí cyklické okrajové podmínky (porousBafflePressure), předepsáním tlakového gradientu na vybraných prvcích (patch). Pro více podrobností se podívejte na OpenFOAM průvodce. Jedná se o výpočetně jednoduchý model a v krátkém čase výpočtu lze dosáhnout zajímavých výsledků. Má však svá omezení, například použití modelu pro vysoký pokles tlaku nemusí vést ke konvergenci a výsledkům.

Mnohem konkrétnější informace o modelu propustnosti (porousBafflePressure) lze nalézt v manuálu OpenFOAM-4.1.

Propustnost & Zóny

V RWIND 3 Pro je propustnost přiřazena vybraným zónám jako vlastnost materiálu, viz obrázek níže image.

V dialogovém okně "Upravit zónu", v sekci "Materiál", klikněte na "Vytvořit nový materiál..." nebo "Upravit materiál...". Objeví se dialogové okno s permeability parameters parametry propustnosti.

Zde je třeba definovat koeficienty propustnosti D a I, a délku propustného povrchu (tloušťku) L. Úvod, jak odvodit a získat tyto koeficienty, byl popsán v kapitole Permeability. Další myšlenky a přístupy k odvození koeficientů lze nalézt zde: Darcy-Forchheimerova kalkulačka Pojednání o tom, jak získat koeficient a modelovat propustnost, je popsáno v článku znalostní báze na webu Dlubal.


Po nastavení všech koeficientů a přiřazení zón k povrchům je model s propustnými povrchy připraven k výpočtu.

Tip

Při nastavení koeficientů D a I je důležité brát na vědomí jejich fyzikální interpretaci. Koeficient D ovlivňuje důležitost třecích (viskózních) sil, zatímco koeficient I ovlivňuje důležitost inerciálních sil rychlosti při průtoku přes propustný povrch.

Důležité

Výpočet s plošnou propustností lze provádět pouze na zjednodušených modelech. Síť shrink-wrapping zajišťuje geometricky správnou síť bez jakýchkoliv otevřených objemů. Pokud je zjednodušení modelu deaktivováno, může být vygenerovaná objemová síť špatné kvality a výsledky mohou být nesprávné. Zde je důležité zdůraznit, že zjednodušený model s a bez propustných povrchů se významně liší; viz obrázek „Model Mesh with and Without Permeable Surface“—model s propustnými povrchy v tomto případě tvoří model s otevřeným objemem, což pak vede k větší objemové síti než stejný model bez nich.

Důležité

Aktuální model propustnosti (OpenFOAM, porousBafflePressure) je funkční pro relativně jednoduché propustné povrchy (např. drátěné sítě, žaluzie, bariéry atd.); tj. jednoduché tvary definované sadou stejně orientovaných trojúhelníků. Pokud tedy použijeme propustné povrchy pro celou budovu (např. model "Eiffelova věž" z Project Manager), pak bude výpočet pravděpodobně nestabilní, výsledky nesprávné nebo výpočet vůbec nebude fungovat.

Nadřazená kapitola