O cálculo "Escoamento Transitório" pode ser definido na aba "Geral" da caixa de diálogo "Parâmetros de Simulação". Lá também pode escolher se pretende guardar os dados necessários para continuar o cálculo após reabrir o modelo. Pode ser útil, mas produz ficheiros grandes.
Na aba "Escoamento Transitório", podem ser definidos os parâmetros da simulação de escoamento transitório.
Condição Inicial
A condição inicial para o cálculo transitório é definida nesta secção. Por predefinição, o escoamento estacionário é calculado primeiro. Os resultados são então utilizados como campo inicial para o cálculo transitório. Também pode definir um número de iterações para este cálculo de escoamento estacionário.
Ao calcular o escoamento transitório, é importante definir a condição inicial corretamente. Uma condição inicial definida incorretamente pode causar instabilidade no cálculo ou um tempo de cálculo desnecessariamente longo até que o campo de escoamento estabilize nos valores corretos. O RWIND 3 utiliza o seu solucionador de escoamento estacionário com um baixo número de iterações para calcular a condição inicial. Isto significa que, ao calcular o escoamento transitório, o cálculo da condição inicial em regime estacionário é iniciado primeiro e, assim que termina, o cálculo transitório é iniciado automaticamente.
Condições de Fronteira
Pode ser definida uma condição de fronteira variável no tempo na entrada do túnel. Ao marcar esta opção, os perfis estacionários definidos para velocidade e quantidades de turbulência são apagados. Abre-se uma nova caixa de diálogo.
Os valores da condição de fronteira transitória são definidos num conjunto de pontos situados na fronteira de entrada do túnel. Estes pontos são definidos na secção "Pontos de definição da condição de fronteira". É possível defini-los manualmente ou importá-los de uma nuvem de pontos. A nuvem de pontos pode ser criada utilizando a função Nova nuvem de pontos graficamente.... Apenas as coordenadas y,z são consideradas, portanto, a coordenada x pode ser arbitrária. Os pontos devem estar dentro do túnel e não podem ser colineares (apenas numa linha). Portanto, o tipo de nuvem de pontos retangular é o mais adequado.
O historial temporal da quantidade selecionada (por exemplo, componentes da velocidade) é então definido na secção "Valores no tempo nos pontos selecionados", sendo os valores especificados válidos para o ponto atualmente selecionado ou para múltiplos pontos selecionados simultaneamente. Os pontos podem ser verificados na primeira secção ou selecionados pela ferramenta gráfica na última secção. Para o modelo de turbulência DDES, apenas podem ser definidas componentes de velocidade. Para URANS, também podem ser definidos k, épsilon ou ómega variáveis no tempo.
A terceira secção mostra o historial temporal da quantidade selecionada para os pontos selecionados.
Todos os pontos e valores também podem ser colados da área de transferência ou toda a condição de fronteira (BC) pode ser importada através de um ficheiro XML (isto será explicado mais tarde).
O tempo inicial da condição deve ser igual ou inferior ao início do cálculo transitório (0, ao iniciar o cálculo transitório, ou igual ou inferior ao tempo de simulação atual, ao continuar o cálculo transitório). Os tempos podem ser deslocados para 0 ou outro tempo, quando necessário, através do botão "Importar, Exportar e Outras Funções...".
Tanto os pontos como os valores da condição transitória podem ser importados (ou exportados) de (ou para) um ficheiro XML, utilizando o menu sob o botão "Importar, Exportar e Outras Opções".
Quando o intervalo de tempo da condição de fronteira (BC) é mais curto que o intervalo de tempo do cálculo, o último valor é mantido até ao final do cálculo.
Cálculo e Resultados do Escoamento Transitório
Nesta secção, pode definir o tempo de cálculo e os passos de tempo ideais para guardar os resultados transitórios. A configuração predefinida é recomendada; utilizadores mais experientes podem alterar esta configuração a seu critério, mas é importante perceber que configurações inadequadas podem fazer com que uma grande quantidade de dados seja armazenada em disco (dezenas ou centenas de GB), o que pode abrandar significativamente o cálculo, bem como o trabalho subsequente com o programa.
O "Tempo de simulação" é o tempo real do escoamento do vento que queremos calcular. O valor predefinido (dado pela configuração automática) corresponde a aproximadamente 10 vezes o tempo necessário para o vento percorrer todo o comprimento do túnel a uma determinada velocidade de entrada.
O "Tempo de início" para guardar resultados é o tempo a partir do qual os resultados transitórios devem ser guardados. Permite evitar o armazenamento de dados na fase inicial do cálculo, na qual a solução numérica ainda não converge para os valores corretos. Pode ser definido um "Passo de tempo" e, com base nos dados acima, o número de passos de tempo é calculado.
Uma opção especial para o programa de análise estrutural RFEM 6 ou RSTAB 9 define qual o passo de tempo que será considerado como o "passo de tempo mestre". Por predefinição, a "Última Camada de Tempo" é definida como a camada de tempo mestre, mas pode alterar este valor nesta aba ou a partir do menu pop-up disponível na "Barra de Edição" após o cálculo.
Quando disponível, são fornecidas informações sobre resultados existentes: tempo de simulação alcançado e número de passos calculados (DTL).
Opções de Cálculo Transitório
Ao clicar no botão Outras Opções, aparece uma nova caixa de diálogo:
Média Temporal dos Resultados
Os resultados instantâneos podem ser calculados como média diretamente no OpenFOAM® ao longo de uma janela de média móvel definida por um intervalo de tempo. O intervalo de tempo pode ser sincronizado com o passo de tempo de gravação ou arbitrário. Para fins muito especiais, como o cálculo dos coeficientes de pressão cp,1 e cp,10, é possível uma média paralela. Ativando esta opção, os resultados calculados pelo OpenFOAM® têm a média calculada independentemente por duas janelas móveis diferentes. Após o cálculo, estão disponíveis dois conjuntos de resultados (pressão superficial, cp e pressão do campo de escoamento).
Outras Opções
A opção "Mostrar resultados instantâneos durante o cálculo" permite ativar/desativar a exibição de resultados em passos de tempo durante o cálculo.
A opção "Exportar todos os passos de tempo para o RFEM" permite guardar/transferir os resultados de todos os passos de tempo guardados para o RFEM. Isto também afeta a saída, ao exportar resultados diretamente do RWIND (para ParaView ou todos os resultados).
A caixa de verificação "Usar esquema numérico de segunda ordem" controla qual o esquema numérico utilizado para termos de divergência (fluxos). Não está ativada por predefinição, pelo que o cálculo é realizado de acordo com a primeira ordem. Se a caixa de verificação tiver sido selecionada, a solução é realizada de acordo com a segunda ordem.
De seguida, existe um parâmetro para definir a "Tolerância de erro de compressão de dados" ao comprimir os dados dos resultados transitórios: Como os dados dos resultados transitórios podem ser enormes, o RWIND 3 permite a compressão dos dados, o que ainda pode implicar um certo erro em algumas camadas de tempo. Esta tolerância indica o quanto o valor num determinado ponto pode diferir do valor obtido no cálculo.
A tolerância predefinida está definida para 0,1%, o que significa o valor ε = 0,001 · (Vmáx - Vmín), onde Vmáx e Vmín são os valores máximo e mínimo em todo o domínio. Se a tolerância for definida como zero, nenhuma compressão será realizada e todos os valores em todos os passos de tempo correspondem aos valores obtidos no cálculo.
Por fim, existe uma opção para "Limitar o passo de tempo numérico". O RWIND utiliza o passo de tempo adaptativo de forma a manter o menor tempo de cálculo possível, cumprindo simultaneamente os critérios de estabilidade necessários. Com uma malha espacial grosseira, isto pode resultar em passos de tempo grosseiros. Se necessário, definir o passo de tempo numérico máximo limita a duração dos passos de tempo. No entanto, o cálculo pode demorar mais tempo.