005724

2024-07-11

Выбрать руководство

Проницаемые поверхности

В RWIND 3 Pro можно применять к поверхности проницаемость. Краткую теорию проницаемости можно найти в главе {%://003621 Проницаемость]]. В RWIND 3 Pro проницаемость моделируется с помощью граничного условия, заданного перепада давления на заданных поверхностях. Перепад давления (градиент давления) определяется уравнением:

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

Δp[Па]	Падение давления
μ [Па.с]	Динамическая вязкость жидкости
U[м/с]	Скорость жидкости
D [1/м² ]	Коэффициент Дарси
Я [1/м]	Инерционный коэффициент
ρ [кг/м³ ]	Плотность жидкости
[LinkToImage03][м]	Длина проницаемой среды в направлении потока

Падение давления

где коэффициенты D и I задаются как:

I = \frac{C_{F}}{\sqrt{α}}

C_F[-]	Параметр Форхгеймера
α [м² ]	Проницаемость

Инерционный коэффициент

D = \frac{1}{α}

α [м² ]

Проницаемость

Коэффициент Дарси

В моделях проницаемых сред, обсуждаемых в главе Проницаемость, исходный коэффициент добавляется в правой части уравнений N-S в центре тяжести ячеек, в которых должна определяться проницаемость. Поскольку RWIND 3 Pro учитывает только проницаемые поверхности, то есть относительно тонкие элементы, проницаемость моделируется с помощью циклического граничного условия (пористыйBafflePressure), задающего градиент давления на выбранных элементах (patch). Более подробную информацию вы найдете в руководстве по OpenFOAM (]]). Это вычислительно простая модель, и интересные результаты могут быть достигнуты за короткое время вычисления. Однако, у него есть свои ограничения, например, использование модели для высокого перепада давления может не привести к сходимости и результатам.

Более подробную информацию о модели проницаемости (porousBafflePressure) можно найти в {%://https://www.nextfoam.co.kr/proc/DownloadProc.php?fName=181015180059.pdf&RealfName=BOUNDaryConditions_of41.pdf OpenFOAM-4.1]] вручную.

Проницаемость и зоны

В RWIND 3 Pro проницаемость присваивается выбранным зонам в качестве свойства материала, как показано на изображении ниже.

Зоны и проницаемость

Затем в диалоговом окне «Изменить зону» в разделе «Материал» нажмите на кнопку «Создать новый материал...» или «Изменить материал...». Появится диалоговое окно с параметрами проницаемости.

Изменение материала, проницаемости

Здесь необходимо задать коэффициенты проницаемости D, I и длину (толщину) проницаемой поверхности L. Вводная информация о том, как получить и получить эти коэффициенты, была описана в Разделе Проницаемость. Другие идеи и подходы к получению коэффициентов можно найти {%://https://holzmann-cfd.com/community/blog-and-tools/darcy-forchheimer" здесь]]. Один из способов получения коэффициента и моделирования проницаемости описан в статье Базы знаний на веб-сайте Dlubal. После ввода всех коэффициентов и присвоения зон поверхностям, модель с проницаемыми поверхностями готова к расчету.

Совет

При задании коэффициентов D и I, важно иметь в виду их физическая интерпретация. Коэффициент D влияет на значение сил трения (вязкости), тогда как коэффициент I влияет на значение сил инерции при прохождении потока через проницаемую поверхность.

Важный

Расчет с проницаемостью поверхности может быть выполнен только на упрощенных моделях. Термоусадочная сетка обеспечивает геометрически правильную сетку без каких-либо открытых объемов. Если упрощение модели отключено, то созданная сетка объемов может быть низкого качества и результаты могут быть неправильными. Здесь важно подчеркнуть, что упрощенная модель с проницаемыми поверхностями и без них значительно отличается, см. , модель с проницаемыми поверхностями в этом случае образует модель с открытым объемом, что затем приводит к более крупной объемной сетке, чем та же модель без них.

Модельная сетка с проницаемой поверхностью и без

Важный

Нынешняя модель проницаемости (OpenFOAM, vorousBafflePressure) пригодна для относительно простых проницаемых поверхностей (например, проволочные сетки, жалюзи, ограждения и т.д.), то есть простых форм, задаваемых блоком одинаково ориентированных треугольников. Таким образом, если мы используем проницаемые поверхности для всего здания (например, модель «Эйфелева башня» от {%://002615 менеджера проекта]]), то расчет, скорее всего, будет нестабильным, результаты будут неправильными или вообще не будет работать.

Поле скоростей, проницаемые поверхности

Исходная глава

Импортированные модели