Bloques y conjuntos de componentes como contornos CFD

Los bloques y conjuntos de componentes pueden usarse en CFD para representar el efecto de obstrucciones sobre el flujo de aire. También permiten definir atributos de contorno CFD para actuar como superficies de temperatura constante o fuentes de flujo térmico y pueden modificarse para que el aire pase a través de ellos.

Nota: Los bloques y conjuntos definidos a nivel de bloque no afectan a las simulaciones EnergyPlus.

Bloques de componentes

Los atributos CFD de bloques de componentes se heredan desde el nivel de edificio hasta los bloques situados a nivel de edificio y de bloque. Se accede a los atributos CFD desde la pestaña de datos de modelo CFD .

Conjuntos

La biblioteca de conjuntos CFD de DesignBuilder incluye conjuntos predefinidos para añadir ocupantes, radiadores y mobiliario. Algunos ya tienen atributos de contorno CFD; por ejemplo, los conjuntos de ocupante de pie tienen un flujo térmico convectivo de 56W. También puedes definir tus propios conjuntos para análisis CFD; encontrarás detalles en la sección Biblioteca de conjuntos .

Los atributos CFD de conjuntos se heredan del conjunto principal a sus instancias a nivel de edificio y bloque. Se accede a los atributos CFD desde la pestaña CFD tras bajar al nivel de una instancia seleccionándola en el navegador o haciendo doble clic en ella en la pantalla Editar. Si cambias un atributo de una instancia, se modificará en todas las demás instancias del mismo conjunto.

Puedes establecer estos ajustes de contorno CFD en la pestaña de datos de modelo CFD para bloques y conjuntos de componentes:

Tipo de contorno térmico: El tipo de contorno térmico puede ser:

1–Ninguno - el bloque de componente no actúa como condición de contorno CFD.
2–Temperatura - el bloque actúa como condición de contorno CFD de temperatura fija (introduce la temperatura abajo).
3–Flujo - el bloque aporta un flujo térmico fijo al entorno (introduce el flujo convectivo abajo).

Temperatura

Si el tipo de contorno térmico es 2-Temperatura, introduce la temperatura del bloque.

Flujo térmico (solo fracción convectiva)

Si el tipo de contorno térmico es 3-Flujo, introduce la parte convectiva solamente de la emisión térmica del bloque. Si conoces el flujo total, puedes calcular la parte convectiva multiplicando por (1-fracción radiante). Para ocupantes puedes suponer una fracción radiante de 0.5. Encontrarás datos de fracción radiante de otros equipos en:

Nota: Si una o varias caras de un bloque de componente no están en contacto con el aire de zona (por ejemplo, si son adyacentes al suelo u otro bloque), la ganancia convectiva total se aplica solo a las superficies en contacto con el aire.

Nota importante: Para conjuntos usados como condición de contorno de flujo térmico, los datos de la pestaña CFD de los bloques de componentes pueden tratarse de 2 formas según se hereden o no del conjunto superior:

a) Si se heredan del conjunto superior, los mismos datos del conjunto principal aparecen en azul en la pestaña CFD, pero DesignBuilder no los usa directamente. Se aplican como total del conjunto y el valor real del bloque se reduce en proporción a la relación entre su volumen y el volumen total del conjunto.

b) Si los datos de flujo se introducen explícitamente (en rojo en la pestaña CFD), se usan directamente en los cálculos CFD y se distribuyen uniformemente por las superficies del bloque.

Masa (el aire no puede atravesar el bloque si está marcado)

Determina si el bloque actúa como obstrucción física al flujo circundante. A veces puede ser útil fijar la temperatura o flujo del componente y permitir que el aire lo atraviese, por ejemplo para representar el flujo de ocupación en un gran volumen sin situar cada ocupante.

Avanzado

Tolerancia de solapamiento de celdas sólidas

La tolerancia de solapamiento de celdas sólidas es un ajuste avanzado que permite controlar la identificación de celdas de malla CFD situadas dentro de un componente que se marcarán como sólidas en la simulación CFD (si está activada la marca de masa del componente o conjunto).

La tolerancia es un número entre 0.0-1.0 que representa una fracción de solapamiento. El algoritmo de identificación recorre la malla en la dimensión Z, creando una sección de cada componente a la altura del centro de cada celda. Después comprueba la intersección de los polígonos resultantes con cada rectángulo de celda en planta. Si la relación entre el área de intersección y la de la celda supera la tolerancia, se marca como sólida.

Ajustes de contornos no ortogonales

Las condiciones de contorno CFD de ventilación no ortogonales a la malla requieren tratamiento especial para minimizar problemas por un número insuficiente de celdas cerca de los elementos predeterminados, que puede detener el flujo. El mecanismo crea automáticamente una matriz de elementos rectangulares sobre la cara del contorno. Después se desplazan de la cara y se proyectan sobre los planos ortogonales X, Y, Z para formar los elementos ortogonales.

Los diagramas siguientes resumen el significado de los ajustes.

Vista normal

Vista en planta

Estos ajustes pueden utilizarse a nivel de edificio, bloque y zona, así como en superficies no ortogonales y sus condiciones de contorno de ventilación, para definir valores predeterminados jerárquicos.

Anchura de elemento

El valor predeterminado de 1.0m significa que cualquier hueco de dimensión 1.0m o menor tendrá un elemento proyectado (distancia máxima de 0.9m del hueco con desplazamiento de 0.2m). Esto suele dar resultados razonables sin inestabilidad.

Altura de elemento

Véase Anchura de elemento arriba.

Desplazamiento de la cara

El desplazamiento aleja los elementos de contorno de ventilación de la superficie principal hacia el interior del espacio en la distancia definida. Según la resolución de la malla, el algoritmo de celdas sólidas puede causar conflictos entre algunas celdas y los elementos de contorno y detener el flujo. Esto era especialmente problemático en los bordes de ventanas de anchura completa y quizá ya no lo sea tanto con el ajuste de desplazamiento del borde.

Separación X

La separación X es la distancia entre celdas en dirección x.

Separación Y

La separación Y es la distancia entre celdas en dirección y.

Separación Z

La separación Z es la distancia entre celdas en dirección z.

Desplazamiento del borde X

Desplazamiento en dirección x entre el borde de la condición de contorno y la primera celda.

Desplazamiento del borde Y

Desplazamiento en dirección y entre el borde de la condición de contorno y la primera celda.