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2023-02-01

如何在 RWIND 2 中使用透水面功能?

在计算流体力学 (CFD) 中,可以使用多孔或渗透性介质对不完全是实体的复杂表面进行建模。 例如防风织物结构、金属网格、冲孔幕墙和覆层、百叶窗、管组(水平圆柱体群)等。

在计算流体力学 (CFD) 中,可以使用多孔或渗透性介质对不完全实体的复杂面进行建模。 在实际应用中,例如防风膜结构、金属丝网、穿孔外墙和覆层、百叶窗、管排(水平圆柱体的堆叠)等。 这些结构的模型可能具有非常复杂的几何形状,以至于无法有效地生成网格。在某些情况下,生成的网格可能会非常精细或质量很差。 在这种情况下,要么计算错误,要么使用超级计算机花费大量时间。 因此,在处理这类结构时,强烈建议使用允许流动的介质模型。

下面我们将逐步介绍如何在RWIND 2中使用透水面功能:

第 1 步:在 RWIND 中模拟具有孔隙度的精确几何形状

需要对具有指定孔隙度(此处考虑 40% 孔隙度)的精确几何模型进行模拟(图 2)。 如果要使用精确的几何形状,则需要取消勾选简化模型选项,并且需要增加网格细化级别(图3)。

第 2 步:模拟设置

为了使流体在多孔截面内部流动,整个模拟域的截面都应该被多孔面填充。 需要将风洞的下边界条件设为滑移,才能真正看到多孔表面的压力损失(图 4)。 这样就可以得到更精确的与多孔表面相关的压降值。

第 3 步:两个不同风速的风洞模拟

此处将 5 m/s 和 15 m/s 视为两种不同的风速。 完成模拟后,我们需要使用 RWIND 中的探头选项沿线绘制图形来获取压力损失数据(图 5,6)。 考虑压力场图中的稳定部分非常重要,因为它可以避免受局部压力波动、特定位置等因素的影响。

第 4 步:Darcy-Forchheimer 计算器

我们可以使用 Darcy-Forchheimer Calculator (https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer), 所需信息如图 7 所示。 输入数据后,可以得到达西系数(D)和福希海默贡献(F),等效于RWIND中的惯性系数(I); L 是渗透介质沿流动方向的长度(这里是面的厚度 = 0.0016 m)。最后,您可以将 RWIND 表中的所有参数替换为透水面(图 8)。


作者

Kazemian 先生为 Dlubal 软件公司负责产品的开发和营销,尤其是程序 RWIND 2。