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2023-05-16

Modelos a gran escala en RWIND y su optimización para el cálculo

Los modelos a gran escala son modelos que contienen múltiples escalas dimensionales y, por lo tanto, requieren potencia de cálculo. Este artículo le mostrará cómo simplificar y optimizar el cálculo de este tipo de modelos con respecto a los resultados deseados.

Dadas las múltiples escalas dimensionales de los modelos grandes, se requiere una partición en partes más pequeñas y el acceso local. A continuación, verá cómo dividir el modelo en partes, establecer los detalles de la malla y usar su refinamiento y zonas. Esto se mostrará en el ejemplo que se muestra en la Imagen 01, que es un edificio con paneles solares en su cubierta. Nos centraremos en la carga de viento que actúa sobre los paneles, y verá lo siguiente:

  • División del modelo en partes
  • Definición de la configuración de simplificación del modelo
  • Asignación de zonas a partes del modelo
  • Comprobación de la malla retráctil generada
  • Examen de los resultados en zonas

División del modelo en partes

Dividir un modelo de gran tamaño en partes nos permite ajustar manualmente la calidad de la malla para cada parte, optimizando la siguiente malla retráctil generada y simulándola según nuestras necesidades. Para dividir el modelo en partes, debería usar la opción "Recortar objeto" (Imagen 02).

El desglose en sí debe basarse en sus requisitos y necesidades y relacionarse con la parte del modelo que más le interesa. En este caso, estos son los paneles solares en el techo. Por lo tanto, el modelo se divide en tres partes: el modelo núm. 1, que incluye sólo los paneles, el modelo núm. 2, que es la cubierta bajo los paneles, y el modelo núm. 3, que es el resto del modelo (Imagen 03). Tenga en cuenta que el modelo núm. 2 se está introduciendo para permitir transiciones suaves entre la malla fina y la malla gruesa.

Configuración de simplificación del modelo

El siguiente paso es establecer el nivel de detalle apropiado para las partes del edificio. Esto se puede hacer en la ventana "Editar modelo" que se muestra en la imagen 04. Dado que los paneles solares (es decir, el Modelo 1) son el foco de nuestro interés, el objetivo es hacer que este modelo sea lo más preciso posible para modelar mejor la carga de viento. Es posible que la escala de detalle (1-4) no sea suficiente, por lo que podemos usar "Tamaño de detalle" e introducir el valor manualmente.

Por lo tanto, el nivel de detalle se establece en orden descendente: desde el modelo 1, que queremos que sea lo más preciso posible, se le asigna el mayor nivel de detalle, al modelo aproximado 3, que nos interesa menos. Al modelo 2, que conecta el modelo más preciso con el modelo aproximado, se le asigna un nivel de detalle medio, ya que queremos lograr una buena continuidad en las mallas de envoltura retráctil generadas posteriormente.

Debe tener en cuenta que el tamaño del detalle no es universal y depende del modelo computacional y del fenómeno que se está estudiando. Cada problema se debe abordar individualmente, considerando críticamente qué parte del modelo le interesa, el tamaño del modelo completo, la potencia de cálculo disponible y el tiempo. Ahora puede pensar que un modelo lo más detallado posible es la mejor opción porque cubrirá todos los detalles del modelo. Esto es sólo parcialmente cierto; un alto nivel de precisión cubre todos los detalles del modelo, pero puede ser muy exigente (en algunos casos incluso impredecible) en términos de hardware computacional o llevar mucho tiempo. Por lo tanto, debe elegir el tamaño del detalle considerando todas los aspectos que acabamos de discutir.

Tenga en cuenta que si no simplifica el modelo, el programa envía un modelo exacto a la simulación sin envoltura retráctil, el cálculo se basa en la geometría exacta y puede ser muy intensivo computacionalmente. En este caso, el modelo debe ser geométricamente correcto (no debe contener bordes abiertos y bordes no múltiples), lo que requiere la corrección de la geometría en los programas de CAD. RWIND también incluye una comprobación de la corrección de la geometría. Si el modelo no es correcto después de desactivar la simplificación, obtenemos un mensaje de advertencia, pero si continuamos con el cálculo, podemos esperar errores o resultados no válidos.

Asignación de zonas a las partes del modelo

Como se mencionó anteriormente, el modelo se ha dividido en partes separadas (modelos) como se muestra en la Imagen 05. En este punto, puede asignar zonas a los modelos para obtener resultados aún más precisos. Esto le permite aplicar refinamientos de malla locales como se muestra en la Imagen 06. Tenga en cuenta que para obtener la mejor malla posible, se debe asignar un refinamiento de la malla a la parte del modelo que más le interese. En este ejemplo, esta es la primera parte, es decir, el modelo núm. 1 (imagen 06).

Comprobación de la malla retráctil generada

Después de aplicar un refinamiento de malla, se debería revisar la malla generada. Esto se debería hacer teniendo en cuenta la necesidad de lograr transiciones de malla suaves entre las partes individuales del modelo. La malla de envoltura retráctil generada para el modelo en este artículo se muestra en la Imagen 07.

En este ejemplo, nos gustaría comprobar que la malla de envoltura retráctil no ha envuelto las partes del modelo para que fluyan en la simulación, es decir, los paneles solares en la cubierta. El objetivo es tener una malla alrededor de los paneles que sea lo suficientemente fina como para tener todos los detalles importantes. Si este no es el caso, debe elegir un tamaño de detalle menor, regenerar la malla y volver a comprobarlo.

Resultados por zonas

Finalmente, se debería echar un vistazo a los resultados obtenidos con el cálculo para las zonas. Se muestran en la imagen 10 y contienen todos los resultados de flujo de presiones, velocidades, coeficientes Cp, etc. así como datos geométricos del área.


Autor

La Sra. Kirova es responsable de la creación de artículos técnicos y proporciona soporte técnico a los clientes de Dlubal.

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