Como utilizar a funcionalidade de superfícies permeáveis no RWIND 2?

Na dinâmica de fluidos computacional (CFD), superfícies complexas que não são completamente sólidas podem ser modeladas utilizando meios porosos ou permeáveis. No mundo real, exemplos de tais coisas incluem estruturas de tecido quebra-vento, malhas de arame, fachadas e revestimentos perfurados, persianas, bancos de tubos (pilhas de cilindros horizontais) etc. Os modelos destas estruturas podem ter uma geometria tão complicada que é impossível gerar uma malha de forma eficiente para eles; a malha resultante pode ser excessivamente fina ou de baixa qualidade em determinadas situações. Em tais condições, o cálculo estará errado ou levará uma quantidade significativa de tempo usando supercomputadores. Como resultado, é altamente recomendável empregar um modelo de um meio que permita a passagem de fluxo ao lidar com este tipo de estrutura.

Aqui vamos explicar passo a passo como utilizar a funcionalidade de superfície permeável no RWIND 2:

Etapa 1: Modelar a geometria exata com a porosidade no RWIND

O modelo exato da geometria com a porosidade especificada (aqui é considerada uma porosidade de 40%) tem de ser simulado (Figura 2). Para a implementação da geometria exata, a opção do modelo simplificado deve estar desmarcada e o nível de refinamento da malha deve ser aumentado (Figura 3).

Etapa 2: configuração do Simulation

Toda a secção do domínio de simulação deve ser preenchida pela superfície porosa para permitir que o fluxo passe para o interior da secção porosa. A condição de fronteira inferior do túnel de vento precisa de ser definida como deslizamento para realmente ver a perda de pressão da superfície porosa (Figura 4). Desta forma, serão obtidos valores de queda de carga mais precisos e relevantes para a superfície porosa.

Etapa 3: Duas simulações de vento com diferentes velocidades do vento

Aqui, 5 m/s e 15 m/s são considerados como duas velocidades do vento diferentes. Após as simulações, precisamos de obter os dados das perdas de carga utilizando a opção gráfico ao longo da sonda de linha no RWIND (Figura 5,6). É muito importante considerar a parte estável do diagrama de campo de pressão para evitar os efeitos da flutuação local de pressão, posição específica etc.

Etapa 4: calculadora de Darcy-Forchheimer

Para obter os parâmetros de entrada necessários no RWIND, tais como o coeficiente de Darcy (D) e o coeficiente de inércia (I), podemos utilizar a calculadora de Darcy-Forchheimer (https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer), a informação necessária é apresentada na Figura 7. Após a introdução dos dados de entrada, pode obter o coeficiente de Darcy (D) e a contribuição de Forchheimer (F), o que é equivalente ao Coeficiente de inércia (I) no RWIND; também L é o comprimento do meio permeável na direção do fluxo (aqui é a espessura da superfície = 0,0016 m). Por fim, pode substituir todos os parâmetros na tabela de superfícies permeáveis do RWIND (Figura 8).

Modelo 3D

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• Realidade virtual

Modelo | Superfície porosa