Exemple d'analyse CFD externe

Cet exemple de CFD vous montre les étapes nécessaires pour une analyse CFD externe typique :

Les analyses externes sont plus simples que les analyses internes car elles ne nécessitent pas de définir des conditions aux limites internes. Les calculs externes étant isothermaux, il n'y a principalement qu'à prendre en compte la vitesse et la pression.

Voir l'analyse interne pour les détails d'édition de grille et la sélection des moniteurs de cellule.

Le modèle comprend un simple bloc rectangulaire avec des dimensions de 30m x 20m x 30m.

Cliquez sur l'outil Ajouter un nouveau bloc et changez le type de bloc en bloc de bâtiment et la hauteur à 30m. Pour placer l'origine du bâtiment à l'origine du site, tapez 0 0 et appuyer sur <Entrée>. Pour créer un bloc de périmètre 30m x 20m, tapez 30 20 et appuyez sur <Entrée>. Un bloc va être créer avec les dimensions requises. Alternativement, vous pouvez créer un bloc en dessinant le périmètre de base de façon normale.

Chaque projet DesignBuilder peut avoir plusieurs analyse CFD. Chaque analyse CFD peut avoir un jeu différent de résultats pour différentes variation du modèle. A la différence des données de simulation, les analyses CFD ne sont pas automatiquement effacées lorsque le modèle est modifié dans l'écran d'Edition.

1.	Cliquez sur le site dans le navigateur pour sélectionner le niveau site.

2.	Cliquez sur l'onglet CFD pour paramétrer une analyse CFD externe.

3.	Après avoir cliqué sur l'onglet CFD, la fenêtre de nouvelle analyse CFD apparaît. Entrez 'Analyse du vent' dans le champs nom et laissez l'espacement de grille et la tolérance de fusion de grille à leurs valeurs par défaut.

4.	Les valeurs par défaut de l'espacement de grille et de tolérance de fusion sont détaillées plus loin.

5.	Sous l'entête Vent, changez la vitesse de l'air à 12 m/s, la direction à 45° et l'exposition à Urbain. La direction du vent est définie dans le sens des aiguilles d'une montre depuis le Nord, donc par défaut 270° représente l'Ouest et un réglage à 45° Nord-Est.

6.	Les facteurs de domaine de site sont des multiplicateurs qui sont appliqués à l'ensemble de l'aire du modèle pour les X (longueur), Y (largeur) and Z (hauteur) afin d'en déduire un domaine de site sur lequel les calculs s'effectuerons. Gardez les valeurs par défaut à 3, 3 et 2.

7.	Après avoir cliqué sur OK pour créer les jeux de données d'analyse, l'écran CFD affiche le modèle en file de fer en même temps que le domaine schématisé par des lignes en pointillées.

Remarquez que la rotation du domaine prend en compte la direction du vent et le bâtiment.

Vous pouvez afficher l'état d'un ou plusieurs moniteurs de cellule afin de 'monitorer' dans quelle mesure les calculs ont pu 'converger'. DesignBuilder crée automatiquement une cellule de contrôle au centre du domaine. Vous pouvez ajouter des nouveaux points de contrôle à n'importe quel moment comme suit :

Cliquez sur l'outil Définition des points de contrôle CFD et sélectionnez l'axe Z de la la grille dans l'outil de sélection des axes. Déplacez le curseur le long de cet axe pour sélectionner le plan et une couple de cellules au dessus du bâtiment, ensuite déplacez le curseur dans le plan sélectionné et choisissez une cellule au-dessus du centre du bâtiment. Le panneau des données du moniteur de cellule s'affiche dans le coin inférieur gauche de l'écran. Entrez le nom 'Toit' dans le champ nom du moniteur et cliquez sur la case verte Appliquer modifications.

Pour paramétrer les calculs CFD, cliquez sur le bouton Mettre à jour les données, ce qui fera apparaître la fenêtre des Options de calcul CFD. La partie gauche de la fenêtre contient différentes options de calcul.

Conservez les options par défaut à l'exception des itérations qui doivent être réglées à 5000, sous l'entête Affichage des résidus, activez les résidus des vitesses pour les axes X, Y et Z.

Cliquez sur le bouton Démarrer pour lancer les calculs. Attendez jusqu'à ce que les calculs aient complètement convergés c'est-à-dire lorsque les résidus ont atteint le minimum spécifié et que l'indicateur 'Fini (convergence atteinte)' apparaisse dans le coin inférieur gauche de la fenêtre. Remarquez que les vitesses des moniteurs de cellule deviennent constantes.

1.	Allez dans le panneau des Options d'affichage et ouvrez l'entête Vitesse sour Définition des variables et réglez le facteur d'échelle des vecteurs à 2 et la longueur maximale des vecteurs à 5 m.

2.	Sous l'entête paramètre des coupes, assurez-vous que seul le vecteur de vitesse est activé.

Cliquez sur l'outil Sélecteur de coupe CFD. Utilisez le sélecteur d'axe de grille pour choisir l'axe Z et déplacez ensuite la souris le long de l'axe Z jusqu'à ce que le cadre de sélection de la coupe se situe à 25 m au dessus du sol. Cliquez sur la souris pour ajouter la coupe actuellement sélectionnée à l'affichage.

1.	Effacer la coupe actuellement sélectionnée de l'affichage en utilisant l'outil de suppression de toutes les coupes.

2.	Désactivez les vecteurs de vitesse sous l'entête Paramètres des coupes du panneau des Options d'affichage et activez les contours de vitesse et les contours pleins de vitesse.

4.	Sélectionnez l'axe Y dans le sélecteur d'axe de grille et déplacez le curseur sur la partie supérieure du domaine de site le long de l'axe Y jusqu'à ce que le cadre de sélection de la coupe soit à 50,68 m de l'origine et cliquez sur la souris pour ajouter la coupe dans l'affichage.

Pour ajouter une tranche horizontale à 5 m du sol, sélectionnez l'axe Z dans le sélecteur des axes de grille et déplacez le curseur au dessus d'une des surfaces du site le long de l'axe Z jusqu'à ce que le cadre de sélection de la coupe soit à 5 m au dessus du sol, cliquez sur la souris pour ajouter la tranche à l'affichage.

Les contours 3D peuvent être affichés pour montrer les valeurs des variables du domaine. Les contours 3D peuvent afficher de nombreuses données :

1.	Effacer la tranche actuellement sélectionnée en utilisant Outils > Effacer toutes les coupes.

2.	Sous l'entête Contours 3D, du panneau des Options d'affichage, activez Pression. Cliquez sur la case à virgule verte Appliquer modifications.