В вычислительной гидродинамике (CFD) можно моделировать сложные поверхности, которые не являются полностью твердыми, используя пористую или проницаемую среду. В реальном мире примерами таких вещей являются конструкции из ветрозащитной ткани, проволочные сетки, перфорированные фасады и облицовка, жалюзи, блоки трубок (стопки горизонтальных цилиндров) и т.д. Модели этих конструкций могут иметь настолько сложную геометрию, что для них невозможно эффективно создать сетку; результирующая сетка в определенных ситуациях может быть очень мелкой или плохой. В таких условиях расчет либо будет неправильным, либо на суперкомпьютерах потребуется значительное количество времени. Поэтому при работе с подобными конструкциями настоятельно рекомендуется использовать модель среды, которая допускает прохождение потока.
Здесь мы объясним, как использовать функцию проницаемой поверхности в RWIND 2, шаг за шагом:
Шаг 1: Моделирование точной геометрии с пористостью в RWIND
Необходимо смоделировать точную модель геометрии с заданной пористостью (здесь рассматривается пористость 40%) (рисунок 2). Для реализации точной геометрии необходимо снять флажок с опции упрощенной модели и повысить уровень детализации сетки (рисунок 3).
Шаг 2: Настройка моделирования
Все сечение области моделирования должно быть заполнено пористой поверхностью, чтобы позволить потоку проходить внутри пористого сечения. Нижнее граничное условие аэродинамической трубы должно быть установлено как скольжение, чтобы действительно увидеть потерю давления на пористой поверхности (рисунок 4). Таким образом, будут получены более точные значения перепада давления, относящиеся к пористой поверхности.
Шаг 3: моделирование двух ветров с различными скоростями ветра
Здесь 5 м/с и 15 м/с рассматриваются как две разные скорости ветра. После моделирования нам необходимо получить данные о потерях давления с помощью графика вдоль линии зонда в программе RWIND (рисунок 5,6). Очень важно учитывать стационарную часть диаграммы поля давления, чтобы избежать влияния местных колебаний давления, конкретного положения и т.д.
Шаг 4: Калькулятор Дарси-Форххаймера
Для получения требуемых входных параметров в программе RWIND, таких как коэффициент Дарси (D) и инерционный коэффициент (I), мы можем использовать калькулятор Дарси-Форххаймера (https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer), необходимая информация представлена на рисунке 7. После ввода исходных данных можно получить коэффициент Дарси (D) и вклад Форхгеймера (F), который эквивалентен инерционному коэффициенту (I) в RWIND; также L - длина проницаемой среды в направлении потока (здесь толщина поверхности = 0,0016 м). Наконец, вы можете заменить все параметры в таблицу проницаемых поверхностей RWIND (рисунок 8).
.png?mw=350&hash=e3f5898d72f463e9b3e774659aabcb220466c522)
.jpg?mw=350&hash=196d91410dd36f58fcc8b0194f4577bb70cf53c3)
