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2023-05-16

Modelos em grande escala no RWIND e sua otimização para cálculo

Os modelos de grande escala são modelos que contêm várias escalas dimensionais e, portanto, são exigentes em termos de poder computacional. Este artigo mostrará como simplificar e otimizar o cálculo de tais modelos em relação aos resultados desejados.

Dadas as multiplas escalas de dimensões dos modelos grandes, é necessário o particionamento em partes mais pequenas e o acesso local. A seguir, verá como dividir o modelo em partes, definir os detalhes da malha e utilizar o refinamento da malha e zonas. Isto será demonstrado no exemplo apresentado na Figura 01, que é um edifício com painéis solares na cobertura. Vamos nos concentrar na carga de vento que atua sobre os painéis e verá o seguinte:

  • Dividir o modelo em partes
  • Definição das configurações de simplificação do modelo
  • Atribuição de zonas a partes do modelo
  • Verificação da malha de embalagem exterior gerada
  • Verificação dos resultados nas zonas

Dividir o modelo em partes

A divisão de um modelo grande em partes permite-nos ajustar manualmente a qualidade da malha para cada parte, otimizando a malha de película retrátil gerada a seguir e simulando-a de acordo com as nossas necessidades. Para dividir o modelo em partes, deve utilizar a opção "Recortar objeto" (Figura 02).

A própria decomposição deve ser baseada nos seus requisitos e necessidades e estar relacionada com a parte do modelo que mais lhe interessa. Neste caso, trata-se dos painéis solares na cobertura. Por isso, o modelo é dividido em três partes: modelo nº 1, que inclui apenas os painéis, modelo nº 2, que é a cobertura por baixo dos painéis, e modelo nº 3, que é o restante do modelo (Figura 03). Por favor, tenha em conta que o modelo nº 2 está a ser introduzido para permitir transições suaves entre as malhas fina e grossa.

Configuração de simplificação do modelo

O passo seguinte é definir o nível de detalhe adequado para as partes do edifício. Isto pode ser feito na janela "Editar modelo" apresentada na Figura 04. Uma vez que os painéis solares (ou seja, o Modelo 1) são o foco do nosso interesse, o objetivo é tornar este modelo o mais preciso possível para modelar melhor o carregamento de vento. A escala de detalhe (1-4) pode não ser suficiente, pelo que podemos utilizar "Tamanho do detalhe" e introduzir o valor manualmente.

O nível de detalhe é, portanto, definido por ordem decrescente: do modelo 1, que queremos ser o mais preciso possível, é atribuído o mais alto nível de detalhe, ao modelo 3 aproximado, o que menos nos interessa. Ao modelo 2, que liga o modelo mais preciso ao modelo aproximado, é atribuído um nível de detalhe médio, uma vez que pretendemos obter uma boa continuidade nas malhas de recobrimento geradas posteriormente.

Tem de ter em conta que o tamanho do detalhe não é universal e depende do modelo computacional e do fenómeno que está a ser estudado. Cada problema deve ser abordado individualmente, considerando criticamente em que parte do modelo está interessado, o tamanho do modelo completo, a capacidade computacional disponível e o tempo. Agora, pode pensar que um modelo o mais detalhado possível é a melhor opção, porque abrangerá todos os detalhes do modelo. Isso é apenas parcialmente verdade; um elevado nível de precisão cobre todos os detalhes do modelo, mas pode ser muito exigente (em alguns casos até imprevisível) em termos de hardware computacional ou pode ser muito demorado. Assim sendo, tem de escolher o tamanho do detalhe tendo em consideração o que acabámos de discutir.

Tenha em atenção que, se não simplificar o modelo, o programa envia um modelo exato para a simulação sem encapsulamento. O cálculo é então baseado na geometria exata e pode ser muito intensivo em termos de cálculo. Neste caso, o modelo tem de ser geometricamente correto (não deve conter bordas abertas e bordas sem variedade), o que requer a correção da geometria nos programas CAD. O RWIND também inclui uma verificação da correção da geometria. Se o modelo não estiver correto após desativar a simplificação, receberemos uma mensagem de aviso, mas se continuarmos o cálculo, podemos esperar erros ou resultados inválidos.

Atribuição de zonas às partes do modelo

Como mencionado anteriormente, o modelo foi dividido em partes separadas (modelos) conforme apresentado na Figura 05. Neste momento, pode atribuir zonas aos modelos para resultados ainda mais precisos. Isso permite que você aplique refinamentos locais de malha, como mostra a Figura 06. Tenha em consideração que, para obter a melhor malha possível, deve ser atribuído um refinamento de malha à parte do modelo que mais lhe interessa. Neste exemplo, esta é a primeira peça, ou seja, o modelo nº 1 (Figura 6).

Verificação da malha de embalagem exterior gerada

Após aplicar um refinamento de malha, deve rever a malha gerada. Isto deve ser feito tendo em consideração a necessidade de obter transições de malha suaves entre as partes individuais do modelo. A malha de encapsulamento retrátil gerada para o modelo neste artigo é apresentada na Figura 07.

Neste exemplo, gostaríamos de verificar se a malha de encapsulamento'não envolveu as partes do modelo que irão fluir na simulação, ou seja, os painéis solares na cobertura. O objetivo é ter uma malha à volta dos painéis suficientemente fina para ter todos os detalhes importantes. Se este não for o caso, tem de escolher um tamanho de detalhe menor, gerar novamente a malha e verificá-la novamente.

Resultados para zonas

Por fim, deve observar os resultados para as zonas obtidos com o cálculo. Estes são apresentados na Figura 10 e contêm todos os resultados de fluxo de pressões, velocidades, coeficientes Cp etc., bem como dados geométricos da área.


Autor

A Eng.ª Kirova é responsável pela criação de artigos técnicos e presta apoio técnico aos clientes da Dlubal.

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