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2024-02-15

如何在RWIND Pro中使用透气表面功能

在计算流体力学(CFD)中,非完全实心的复杂表面可使用多孔或渗透性介质进行建模。在现实世界中,此类表面的实例包括防风织物结构、金属丝网、穿孔幕墙与覆层、百叶窗、管排(水平圆柱体堆叠)等。

在计算流体动力学(CFD)中,不完全为实体的复杂表面可以使用多孔介质或渗透性介质来建模。在现实世界中,此类表面的例子包括防风织物结构、金属丝网、穿孔幕墙和覆层、百叶窗、管束(水平圆柱体堆叠)等。

这些结构的模型几何形状可能非常复杂,以至于无法有效地为其生成网格;在特定情况下,生成的网格可能过于精细或质量较差。在这种条件下,计算结果要么是错误的,要么需要使用超级计算机进行极其耗时的求解。因此,在处理这类结构时,强烈建议采用允许流体通过的介质模型。

下面,我们将逐步说明如何在 RWIND 2 中使用可渗透表面功能:

步骤 1:在 RWIND 中模拟具有孔隙率的精确几何形状

需要模拟具有指定孔隙率(此处考虑 40% 的孔隙率)的精确几何模型(图 2)。为了执行精确几何模型的模拟,应取消选中简化模型的选项,并且需要提高网格细化级别(图 3)。

步骤 2:模拟设置

模拟域的整个横截面应由多孔表面填充,以便使流体通过多孔区域。风洞的下边界条件应设置为滑移,以真实反映多孔表面的压力损失(图 4)。这样,就可以获得与多孔表面相关的更精确的压降值。

步骤 3:使用不同风速进行两次风模拟

此处将 5 m/s 和 15 m/s 考虑为两种不同的风速。模拟完成后,我们需要使用 RWIND 中沿线条探测选项的图表来获取压力损失数据(图 5,6)。非常重要的一点是,应考虑压力场图中稳定的部分,以避免局部压力波动、特定位置等因素的影响。

步骤 4:Darcy-Forchheimer 计算器

为了获得 RWIND 中所需的输入参数,如达西系数 (D) 和惯性系数 (I),我们可以使用 Darcy-Forchheimer 计算器( Darcy-Forchheimer 计算器 );所需的信息如图 7 所示。输入数据后,您可以获得达西系数 (D) 和 Forchheimer 贡献值 (F),后者等同于 RWIND 中的惯性系数 (I);此外,L 是流动方向上的可渗透介质长度(此处表面厚度为 0.0016 m)。最后,您可以在 RWIND 的可渗透表面表格中替换所有参数(图 8)。


作者

Mahyar 负责 Dlubal Software 的产品开发以及市场营销,尤其是 RWIND 2。他将技术开发与产品传播的进一步发展相结合。



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