En la dinámica de fluidos computacional (CFD), las superficies complejas que no son completamente sólidas se pueden modelar utilizando medios porosos o permeables. En el mundo real, ejemplos de tales cosas incluyen estructuras de tela cortavientos, mallas de alambre, fachadas perforadas y revestimientos, persianas, bancos de tubos (pilas de cilindros horizontales), etc.
Los modelos de estas estructuras pueden tener una geometría tan complicada que es imposible generar mallas de manera eficiente para ellas; la malla resultante puede ser excesivamente fina o de mala calidad en determinadas situaciones. En estas condiciones, el cálculo será incorrecto o llevará una cantidad de tiempo significativa con el uso de supercomputadoras. Por lo tanto, se recomienda encarecidamente emplear el modelo de un medio que permita el paso del flujo cuando se trate de este tipo de estructuras.
Aquí vamos a explicar paso a paso cómo usar la función de superficie permeable en RWIND 2:
Paso 1: Modelado de la geometría exacta con porosidad en RWIND
The exact model of geometry with specified porosity (here 40% porosity is considered) needs to be simulated (Image 2). For the implementation of the exact geometry, the option of the simplified model should be unchecked, and the mesh refinement level needs to be increased (Image 3).
Paso 2: Configuración de la simulación
La superficie porosa debería rellenar toda la sección del dominio de simulación para dejar pasar el flujo dentro de la sección porosa. The lower boundary condition of the wind tunnel need to be set as slip to really see the pressure loss of the porous surface (Image 4). De esta forma, se obtendrán valores de caída de presión más precisos relevantes para la superficie porosa.
Paso 3: Dos simulaciones de viento con diferentes velocidades del viento
Aquí, 5 m/s y 15 m/s se consideran dos velocidades de viento diferentes. After simulations, we need to obtain pressure loss data using a graph along the line probe option in RWIND (Images 5, 6). It is very important to consider the steady part of the pressure field diagram to avoid the effects of local pressure fluctuation, particular position, and so on.
Paso 4: Calculadora de Darcy-Forchheimer
To obtain required input parameters in RWIND, such as Darcy coefficient (D) and Inertial coefficient (I), we can use Darcy-Forchheimer Calculator (
https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer
), the required information is shown in Image 7. After entering input data, you can obtain Darcy coefficient (D) and Forchheimer contribution (F), which is equivalent to the Inertial coefficient (I) in RWIND; also L is the permeable media length in the flow direction (here is the thickness of the surface = 0.0016 m). Finally, you can substitute all parameters in RWIND table of permeable surfaces (Image 8).
