Nella fluidodinamica computazionale (CFD), le superfici complesse che non sono completamente solide possono essere modellate utilizzando mezzi porosi o permeabili. Nel mondo reale, esempi di tali superfici 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 una mesh in modo efficiente per esse; la mesh risultante potrebbe essere eccessivamente fine o di scarsa qualità in determinate situazioni. In tali condizioni, il calcolo sarà errato o richiederà una quantità significativa di tempo utilizzando supercomputer. Di conseguenza, l'impiego 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:
Passo 1: Modellazione della geometria esatta con porosità in RWIND
Il modello esatto della geometria con porosità specificata (qui si considera una porosità del 40%) deve essere simulato (Immagine 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 (Immagine 3).
Passo 2: Impostazione della simulazione
L'intera sezione trasversale del dominio di simulazione dovrebbe essere riempita dalla superficie porosa per consentire al flusso di passare 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 (Immagine 4). In questo modo, si otterranno valori di caduta di pressione più precisi relativi alla superficie porosa.
Passo 3: Due simulazioni del vento con diverse velocità del vento
Qui, 5 m/s e 15 m/s sono considerate come due diverse velocità del vento. Dopo le simulazioni, dobbiamo ottenere i dati di perdita di pressione utilizzando un grafico lungo l'opzione della sonda di linea in RWIND (Immagini 5, 6). È molto importante considerare la parte stazionaria del diagramma del campo di pressione per evitare gli effetti della fluttuazione di pressione locale, della posizione particolare e così via.
Passo 4: Calcolatore di Darcy-Forchheimer
Per ottenere i parametri di input richiesti in RWIND, come il coefficiente di Darcy (D) e il coefficiente inerziale (I), possiamo utilizzare il Calcolatore di Darcy-Forchheimer (
Calcolatore di Darcy-Forchheimer
); le informazioni richieste sono mostrate nell'Immagine 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 inerziale (I) in RWIND; inoltre, L è la lunghezza del mezzo permeabile nella direzione del flusso (qui lo spessore della superficie è = 0,0016 m). Infine, è possibile sostituire tutti i parametri nella tabella RWIND delle superfici permeabili (Immagine 8).
