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 uwzględnieniem porowatości w 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).
Krok 2: Konfiguracja symulacji
Cały przekrój domeny symulacji powinien być wypełniony powierzchnią porowatą, aby umożliwić przepływ do wnętrza przekroju porowatego. 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). 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. 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.
Krok 4: Kalkulator Darcy'ego-Forchheimera
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).
