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2023-06-19

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Superfícies permeáveis

No RWIND 2 Pro, é possível aplicar a permeabilidade a uma superfície. Uma breve teoria sobre a permeabilidade pode ser encontrada no Capítulo Permeabilidade. No RWIND 2 Pro, a permeabilidade é modelada utilizando uma condição de fronteira, uma queda de pressão prescrita sobre superfícies definidas. A queda de pressão (gradiente de pressão) é dada pela Eq.:

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

Δp[Pa]	Queda de pressão
μ [Pa.s]	Viscosidade dinâmica do fluido
U[m/s]	Velocidade do fluido
D [1/m² ]	Coeficiente de Darcy
I [1/m]	Coeficiente de inércia
ρ [kg/m³ ]	Densidade do fluido
[LinkToImage04][m]	Comprimento do meio permeável na direção do fluxo

Queda de pressão

onde os coeficientes D e I são definidos como:

I = \frac{C_{F}}{\sqrt{α}}

C_f[-]	Parâmetro de Forchheimer
α [m² ]	Permeabilidade

Coeficiente de inércia

D = \frac{1}{α}

α [m² ]

Permeabilidade

Coeficiente de Darcy

Nos modelos de meios permeáveis discutidos no Capítulo Permeabilidade, um termo de origem é adicionado ao lado direito das equações N-S no centro de gravidade das células onde a permeabilidade deve ser resolvida. Uma vez que o RWIND 2 Pro apenas resolve superfícies permeáveis (ou seja, elementos relativamente finos), a permeabilidade é modelada até agora utilizando uma condição de fronteira cíclica (porousBafflePressure), que prescreve o gradiente de pressão nos elementos selecionados (patch). Para obter mais detalhes, consulte o guia OpenFOAM. Este é um modelo computacionalmente simples e resultados interessantes podem ser alcançados em um curto tempo computacional. No entanto, tem as suas limitações, por exemplo, utilizar o modelo para uma alta queda de pressão pode não levar à convergência e a resultados.

Informações mais específicas sobre o modelo de permeabilidade (porousBafflePressure) podem ser encontradas no OpenFOAM-4.1 manuais.

Permeabilidade e zonas

No RWIND 2 Pro, a permeabilidade é atribuída às zonas selecionadas como uma propriedade do material, ver a abaixo.

Zonas e permeabilidade

Na caixa de diálogo "Editar zona", secção "Material", clique em "Criar novo material..." ou "Editar material...". Uma caixa de diálogo com parâmetros de permeabilidade é exibida.

Editar material, Permeabilidade

Aqui, têm de ser definidos os coeficientes de permeabilidade D, I e o comprimento da superfície permeável (espessura) L. Uma introdução sobre como derivar e obter esses coeficientes foi descrita no Capítulo Permeabilidade. Veja mais ideias e abordagens para calcular os coeficientes aqui. Uma forma de obter o coeficiente e modelar a permeabilidade é descrita no artigo da base de dados de conhecimento na página web da Dlubal. Depois de definir todos os coeficientes e atribuir as zonas às superfícies, o modelo com as superfícies permeáveis está pronto para o cálculo.

Sugestão

Ao definir os coeficientes D e I, é importante ter em conta a sua interpretação física. O coeficiente D afeta a importância das forças de atrito (viscose), enquanto o coeficiente I afeta a importância das forças de inércia da velocidade à medida que o fluxo passa através da superfície permeável.

Importante

O cálculo com a permeabilidade de superfície só pode ser realizado em modelos simplificados. A malha de embalagem retrátil garante uma malha geometricamente correta sem volumes abertos. Se a simplificação do modelo estiver desativada, a malha de volume gerada pode ser de baixa qualidade e os resultados podem estar incorretos. Aqui é importante sublinhar que o modelo simplificado com e sem superfícies permeáveis difere significativamente, ver , o modelo com superfícies permeáveis, neste caso, forma um modelo de volume aberto, que então leva a um maior malha volumétrica e depois o mesmo modelo sem elas.

Malha de modelo com e sem superfície permeável

Importante

O atual modelo de permeabilidade (OpenFOAM, porousBafflePressure) é funcional para superfícies permeáveis relativamente simples (por exemplo, malhas de arame, venezianas, barreiras etc.), ou seja, formas simples definidas por um conjunto de triângulos igualmente orientados.Assim, se utilizarmos superfícies permeáveis para todo o edifício (por exemplo, o modelo "Torre Eiffel" do gerente de projetos), o cálculo provavelmente será instável, os resultados estarão incorretos ou o cálculo não funcionará de forma alguma.

Campo de velocidade, superfícies permeáveis

Capítulo principal

Modelos importados