Nella fluidodinamica computazionale (CFD), le superfici complesse che non sono completamente solide possono essere modellate utilizzando media porosi o permeabili. Nel mondo reale, esempi di tali cose includono strutture in tessuto frangivento, reti metalliche, facciate e rivestimenti perforati, feritoie, banchi di tubi (pile di cilindri orizzontali) e così via. I modelli di queste strutture possono avere una geometria così complicata che è impossibile generare mesh in modo efficiente per loro; la mesh risultante potrebbe essere di qualità eccessivamente fine o di scarsa qualità in determinate situazioni. In tali condizioni, il calcolo sarà errato o richiederà una notevole quantità di tempo utilizzando i supercomputer. Di conseguenza, l'utilizzo di un modello di un mezzo che consente il passaggio del flusso è fortemente raccomandato quando si ha a che fare con questo tipo di strutture.
Qui spiegheremo passo dopo passo come utilizzare la funzione di superficie permeabile in RWIND 2:
Passaggio 1: modellazione della geometria esatta con porosità in RWIND
Il modello esatto della geometria con la porosità specificata (qui è considerata una porosità del 40%) deve essere simulato (Figura 2). Per l'implementazione della geometria esatta, l'opzione del modello semplificato dovrebbe essere deselezionata e il livello di raffinamento della mesh deve essere aumentato (Figura 3).
Passaggio 2: impostazione della simulazione
L'intera sezione trasversale del dominio di simulazione dovrebbe essere riempita dalla superficie porosa per consentire il passaggio del flusso all'interno della sezione porosa. La condizione al contorno inferiore della galleria del vento deve essere impostata come scorrimento per vedere realmente la perdita di pressione della superficie porosa (Figura 4). In questo modo, si otterranno valori di perdita di carico più precisi relativi alla superficie porosa.
Passaggio 3: due simulazioni del vento con diverse velocità del vento
Qui 5 m/s e 15 m/s sono considerati come due diverse velocità del vento. Dopo le simulazioni, è necessario ottenere i dati sulla perdita di pressione utilizzando un grafico lungo l'opzione della sonda lineare in RWIND (Figura 5,6). È molto importante considerare la parte stazionaria del diagramma del campo di pressione per evitare gli effetti della fluttuazione della pressione locale, di una posizione particolare, ecc.
Passaggio 4: calcolatore Darcy-Forchheimer
Per ottenere i parametri di input richiesti in RWIND, come il coefficiente di Darcy (D) e il coefficiente di inerzia (I), possiamo usare il calcolatore Darcy-Forchheimer (https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy- forchheimer), le informazioni richieste sono mostrate nella Figura 7. Dopo aver inserito i dati di input, è possibile ottenere il coefficiente di Darcy (D) e il contributo di Forchheimer (F), che è equivalente al coefficiente di inerzia (I) in RWIND; anche L è la lunghezza del media permeabile nella direzione del flusso (qui è lo spessore della superficie = 0,0016 m). Infine, è possibile sostituire tutti i parametri nella tabella RWIND delle superfici permeabili (Figura 8).
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