Назад к руководствам онлайн

268x

005724

2024-07-11

Выбрать руководство

Обзор

Введение

Теория

Входные данные

Расчет

Результаты

Прозрачные поверхности

В RWIND 3 Pro можно применить проницаемость к поверхности. Краткую теорию о проницаемости можно найти в Главе Пермеабельность. В RWIND 3 Pro проницаемость моделируется с использованием граничного условия — заданного перепада давления на определённых поверхностях. Перепад давления (градиент давления) задаётся уравнением:

∆ p = - (D μ U + \frac{1}{2} I ρ {|\begin{matrix} U \end{matrix}|}^{2}) \cdot L

Δp[Pa]	Падение давления
μ[Pa.s]	Динамическая вязкость жидкости
U[m/s]	Скорость потока
D[1/m²]	Коэффициент Дарси
I[1/m]	Коэффициент инерции
ρ[kg/m³]	Плотность жидкости
L[m]	Permeable media length in the flow direction

Падение давления

где коэффициенты D и I определяются как:

I = \frac{C_{F}}{\sqrt{α}}

C_F[-]	Параметр Форхгеймера
α[m²]	Проницаемость

Инерционный коэффициент

D = \frac{1}{α}

α[m²]

Проницаемость

Коэффициент Дарси

В моделях проницаемых сред, обсуждаемых в Главе Проницаемость, в правую часть уравнений Н-С добавляется источник в центре ячеек, где должна решаться проницаемость. Поскольку RWIND 3 Pro решает только проницаемые поверхности (то есть, относительно тонкие элементы), проницаемость на данный момент моделируется с использованием циклического граничного условия (porousBafflePressure), задавая градиент давления на выбранных элементах (пятно). Для более подробной информации см. руководство OpenFOAM. Это вычислительно простая модель, и интересные результаты можно получить за короткое время вычисления. Однако у неё есть ограничения, например, использование модели при высоком перепаде давления может не привести к сходимости и результатам.

Более конкретную информацию о модели проницаемости (porousBafflePressure) можно найти в руководстве OpenFOAM-4.1.

Проницаемость и зоны

В RWIND 3 Pro проницаемость назначается выбранным зонам как свойство материала, см. изображение изображение ниже.

Зоны и проницаемость

В диалоговом окне "Редактировать зону" в разделе "Материал" нажмите "Создать новый материал..." или "Редактировать материал...". Появится диалоговое окно с параметрами проницаемости.

Редактирование материала, проницаемость

Здесь необходимо определить коэффициенты проницаемости D и I, а также длину (толщину) проницаемой поверхности L. Введение в методы вывода и получения этих коэффициентов было описано в главе Проницаемость. Ещё идеи и подходы к получению коэффициентов можно также найти здесь: Калькулятор Дарси-Форхгеймера Один из способов получения коэффициента и моделирования проницаемости описан в статье базы знаний на сайте Dlubal.

КБ | Использование функции проницаемых поверхностей в RWIND Pro

После установки всех коэффициентов и присвоения зон к поверхностям, модель с проницаемыми поверхностями готова к расчёту.

Совет

При установке коэффициентов D и I важно учитывать их физическую интерпретацию. Коэффициент D влияет на значимость фрикционных (вязких) сил, тогда как коэффициент I влияет на значимость инерционных сил скорости, когда поток проходит через проницаемую поверхность.

Важный

Расчет с поверхностной проницаемостью может выполняться только на упрощённых моделях. Технология сетки с обёрткой гарантирует геометрически корректную сетку без каких-либо открытых объёмов. Если упрощение модели отключено, полученная объёмная сетка может быть низкого качества, а результаты могут быть неверными. Здесь важно подчеркнуть, что упрощённая модель с проницаемыми поверхностями и без них существенно отличается; см. изображение «Модельная сетка с и без проницаемой поверхности» — модель с проницаемыми поверхностями в этом случае образует открытую объёмную модель, что затем приводит к большей объёмной сетке, чем у той же модели без них.

Визуализация, показывающая два варианта сетки модели, один с проницаемой поверхностью, другой без неё.

Сетка модели с проницаемой и непроницаемой поверхностями

Важный

Текущая модель проницаемости (OpenFOAM, porousBafflePressure) функциональна для относительно простых проницаемых поверхностей (например, проволочные сетки, жалюзи, барьеры и т.д.); т.е. простых форм, определённых набором одинаково ориентированных треугольников. Таким образом, если мы используем проницаемые поверхности для всего здания (например, модель "Эйфелева башня" из Диспетчер проектов), то расчёт, скорее всего, будет нестабильным, результаты будут неверны или расчёт совсем не будет работать.

@image035210@

Поле скорости, проницаемые поверхности

Исходная глава

Импортированные модели