W obliczeniowej mechanice płynów (CFD) można modelować złożone powierzchnie, które nie są całkowicie stałe, używając porowatego i przepuszczalnego medium. W świecie rzeczywistym mogą to być na przykład wiatrochrony, siatki druciane, perforowane fasady i okładziny, żaluzje, przęsła (stosy poziomych walców) i tak dalej. Modele tych konstrukcji mogą mieć tak skomplikowaną geometrię, że nie jest możliwe efektywne wygenerowanie dla nich siatki; w niektórych sytuacjach wynikowa siatka może być zbyt drobna lub mieć słabą jakość. W takich warunkach obliczenia przy użyciu superkomputerów będą albo błędne, albo czasochłonne. W związku z tym w przypadku konstrukcji tego typu zdecydowanie zaleca się zastosowanie modelu medium, które umożliwia przepływ.
Poniżej wyjaśnimy krok po kroku, jak korzystać z funkcji powierzchni przepuszczalnej w RWIND 2:
Krok 1: Modelowanie dokładnej geometrii z porowatością w RWIND
Należy przeprowadzić symulację dokładnego modelu geometrii o określonej porowatości (tutaj uwzględnia się porowatość 40%) (rys. 2). Aby zaimplementować dokładną geometrię, opcja modelu uproszczonego powinna być wyłączona, a poziom zagęszczenia siatki powinien zostać zwiększony (rys. 3).
Krok 2: Konfiguracja symulacji
Cały przekrój domeny symulacji powinien być wypełniony powierzchnią porowatą, aby umożliwić przepływ do wnętrza przekroju porowatego. Aby można było zobaczyć rzeczywisty spadek ciśnienia na porowatej powierzchni, należy ustawić dolny warunek brzegowy tunelu aerodynamicznego jako poślizg (rys. 4). W ten sposób uzyskuje się dokładniejsze wartości spadku ciśnienia w odniesieniu do porowatej powierzchni.
Krok 3: Dwie symulacje wiatru przy różnych prędkościach wiatru
Tutaj 5 m/s i 15 m/s są traktowane jako dwie różne prędkości wiatru. Po przeprowadzeniu symulacji musimy uzyskać dane dotyczące strat ciśnienia za pomocą wykresu wzdłuż opcji sondy liniowej w RWIND (rys. 5,6). Bardzo ważne jest, aby uwzględnić stałą część wykresu pola ciśnienia, aby uniknąć skutków lokalnych wahań ciśnienia, określonego położenia itp.
Krok 4: Kalkulator Darcy'ego-Forchheimera
Aby uzyskać wymagane parametry wejściowe w RWIND, takie jak współczynnik Darcy'ego (D) i współczynnik bezwładności (I), możemy użyć kalkulatora Darcy'ego-Forchheimera (https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer), wymagane informacje pokazano na rysunku 7. Po wprowadzeniu danych wejściowych można uzyskać współczynnik Darcy'ego (D) i udział Forchheimera (F), który jest równoważny współczynnikowi bezwładności (I) w RWIND; również L jest długością medium przepuszczalnego w kierunku przepływu (tutaj grubość powierzchni = 0,0016 m). Na koniec można podstawić wszystkie parametry w tabeli RWIND powierzchni przepuszczalnych (rys. 8).
.png?mw=350&hash=e3f5898d72f463e9b3e774659aabcb220466c522)
.jpg?mw=350&hash=196d91410dd36f58fcc8b0194f4577bb70cf53c3)
