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2024-07-11

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Superfici permeabili

In RWIND 3 Pro, è possibile applicare la permeabilità a una superficie. Una breve cenno teorico sulla permeabilità può essere trovata nel capitolo Permeabilità. In RWIND 3 Pro, la permeabilità è modellata utilizzando una condizione al contorno, una caduta di pressione prescritta su superfici definite. La caduta di pressione (gradiente di pressione) è data dall'Eq.:

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

Δp[Pa]	Caduta di pressione
μ [Pa.s]	Viscosità dinamica del fluido
U[m/s]	Velocità del fluido
D [1/m² ]	Coefficiente di Darcy
i [1/m]	Coefficiente inerziale
ρ [kg/m³ ]	Densità del fluido
[LinkToImage01][m]	Lunghezza del fluido permeabile nella direzione del flusso

Caduta di pressione

dove i coefficienti D e I sono definiti come:

I = \frac{C_{F}}{\sqrt{α}}

C_[F9][-]	Parametro di Forchheimer
α [m² ]	Permeabilità

Coefficiente d'inerzia

D = \frac{1}{α}

α [m² ]

Permeabilità

Coefficiente di Darcy

Nei modelli dei mezzi permeabili discussi nel capitolo Permeabilità, un termine di origine è aggiunto sul lato destro delle equazioni N-S nel baricentro delle celle in cui la permeabilità dovrebbe essere risolta. Poiché RWIND 3 Pro risolve solo superfici permeabili (cioè elementi relativamente sottili), la permeabilità è stata modellata utilizzando una condizione al contorno ciclica (porousBafflePressure), prescrivendo il gradiente di pressione sugli elementi selezionati (patch). Per maggiori dettagli, consulta la guida di OpenFOAM. Questo è un modello computazionalmente semplice e risultati interessanti possono essere raggiunti in un breve tempo di calcolo. Tuttavia, ha i suoi limiti, ad esempio, l'utilizzo del modello per un'elevata caduta di pressione potrebbe non portare alla convergenza e ai risultati.

Informazioni più specifiche sul modello di permeabilità (porousBafflePressure) sono disponibili in OpenFOAM-4.1 manuale.

Permeabilità e zone

In RWIND 3 Pro, la permeabilità è assegnata alle zone selezionate come proprietà del materiale, vedi l'immagine di seguito.

Zone e permeabilità

Nella finestra di dialogo "Modifica zona", sezione "Materiale", fare clic su "Crea nuovo materiale..." o "Modifica materiale...". Apparirà una finestra di dialogo con parametri di permeabilità.

Modifica del materiale, permeabilità

Qui, devono essere definiti i coefficienti di permeabilità D, I e la lunghezza della superficie permeabile (spessore) L. Un'introduzione su come derivare e ottenere questi coefficienti è stata descritta nel capitolo Permeabilità. Altre idee e approcci per derivare i coefficienti possono essere trovati anche qui. Un modo per ottenere il coefficiente e modellare la permeabilità è descritto nell'Articolo della Knowledge Base sul sito web di Dlubal. Dopo aver impostato tutti i coefficienti e assegnato le zone alle superfici, il modello con superfici permeabili è pronto per il calcolo.

Suggerimento

Quando si impostano i coefficienti D e I, è importante tenere presente la loro interpretazione fisica. Il coefficiente D influenza l'importanza delle forze di attrito (viscosa), mentre il coefficiente I influenza l'importanza delle forze di inerzia della velocità mentre il flusso passa attraverso la superficie permeabile.

Importante

Il calcolo con la permeabilità della superficie può essere eseguito solo su modelli semplificati. La mesh termoretraibile garantisce una mesh geometricamente corretta senza volumi aperti. Se la semplificazione del modello è disabilitata, la mesh del volume generato potrebbe essere di scarsa qualità e i risultati potrebbero essere errati. Qui è importante sottolineare che il modello semplificato con e senza superfici permeabili differisce in modo significativo, vedi , il modello con superfici permeabili in questo caso forma un modello a volume aperto, che porta quindi a una mesh volumetrica più grande rispetto allo stesso modello senza di esse.

Modello mesh con e senza superficie permeabile

Importante

L'attuale modello di permeabilità (OpenFOAM, porousBafflePressure) è funzionale per superfici permeabili relativamente semplici (ad esempio, reti metalliche, feritoie, barriere, ecc.), cioè forme semplici definite da un set di triangoli ugualmente orientati. se utilizziamo superfici permeabili per l'intero edificio (ad esempio, il modello "Torre Eiffel" di Project Manager), molto probabilmente il calcolo sarà instabile, i risultati saranno errati o il calcolo non funzionerà affatto.

Campo di velocità, superfici permeabili

Capitolo padre

Modelli importati