En mécanique des fluides numérique (CFD), les surfaces complexes qui ne sont pas complètement solides peuvent être modélisées à l'aide de milieux poreux ou de perméabilité. Dans le monde réel, on peut citer par exemple les structures en toile brise-vent, les treillis soudés, les façades et bardages perforés, les persiennes, les rangées de tubes (piles de cylindres horizontaux), etc.
Les modèles de ces structures peuvent avoir une géométrie si complexe qu'il est impossible de générer un maillage efficace pour elles ; le maillage résultant peut être extrêmement fin ou de mauvaise qualité dans certaines situations. Dans de telles conditions, le calcul sera erroné ou prendra un certain temps avec les supercalculateurs. Il est donc fortement recommandé d'utiliser un modèle de fluide permettant le passage des flux pour ces types de structures.
Nous allons expliquer pas à pas comment utiliser la fonction de surface perméable dans RWIND 2 :
Étape 1 : Modélisation de la géométrie exacte avec une porosité dans RWIND
The exact model of geometry with specified porosity (here 40% porosity is considered) needs to be simulated (Image 2). For the implementation of the exact geometry, the option of the simplified model should be unchecked, and the mesh refinement level needs to be increased (Image 3).
Étape 2 : configuration de la simulation
Toute la section du domaine de simulation doit être remplie par la surface poreuse afin de laisser passer les flux à l'intérieur de la section poreuse. The lower boundary condition of the wind tunnel need to be set as slip to really see the pressure loss of the porous surface (Image 4). De cette manière, des valeurs de perte de charge plus précises seront obtenues en fonction de la surface poreuse.
Étape 3 : deux simulations des flux de vent avec des vitesses de vent différentes
Ici, 5 m/s et 15 m/s sont considérés comme deux vitesses de vent différentes. After simulations, we need to obtain pressure loss data using a graph along the line probe option in RWIND (Images 5, 6). It is very important to consider the steady part of the pressure field diagram to avoid the effects of local pressure fluctuation, particular position, and so on.
Étape 4 : la calculatrice Darcy-Forchheimer
To obtain required input parameters in RWIND, such as Darcy coefficient (D) and Inertial coefficient (I), we can use Darcy-Forchheimer Calculator (
https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer
), the required information is shown in Image 7. After entering input data, you can obtain Darcy coefficient (D) and Forchheimer contribution (F), which is equivalent to the Inertial coefficient (I) in RWIND; also L is the permeable media length in the flow direction (here is the thickness of the surface = 0.0016 m). Finally, you can substitute all parameters in RWIND table of permeable surfaces (Image 8).
