Preparación de simulaciones para generar condiciones de contorno CFD

Puede utilizar simulaciones de DesignBuilder para generar condiciones de contorno para los cálculos CFD. Las simulaciones EnergyPlus calculan el comportamiento térmico global del edificio en términos de temperaturas superficiales interiores y caudales de ventilación natural; CFD permite después examinar con detalle la distribución de temperatura y flujo en el espacio para un instante concreto de la simulación.

Los datos de simulación que pueden utilizarse como condiciones de contorno en cálculos CFD son:

• Temperaturas superficiales interiores
• Caudales de ventilación natural por ventanas exteriores, puertas, respiraderos y huecos.

Para acceder a estos datos, la simulación debe generar las temperaturas superficiales interiores y los caudales de ventilación natural que se incluirán en los cálculos CFD. Antes de empezar decida la extensión del dominio CFD y el período que desea analizar. Genere datos solo para esas áreas y períodos. De lo contrario, en modelos grandes podría generar una cantidad de datos difícil de manejar y sobrecargar el software.

Los pasos necesarios para generar datos de condiciones de contorno a partir de la simulación son:

1. Si la simulación CFD va a utilizar caudales de ventilación natural por ventanas calculados por EnergyPlus, debe utilizar la opción de modelo ventilación natural calculada . La ventilación natural programada no calcula caudales a través de ventanas individuales.
2. Como los cálculos CFD no utilizan flujos de infiltración, puede desactivar el tratamiento de infiltración en la pestaña Cerramientos de datos del modelo. Esto ayudará a equilibrar el flujo con poca o ninguna necesidad de introducir caudales de corrección adicionales en el diálogo Condiciones de contorno CFD . También acelera las simulaciones al reducir la complejidad de la red de flujo de aire en EnergyPlus.
3. Desactive la opción de modelo Agrupar ventanas similares en la superficie para garantizar que todas las ventanas se modelen individualmente.
4. Prepare los datos del modelo para simulación y realice simulaciones de prueba para comprobar que el modelo se comporta como se espera durante el período de interés (por ejemplo, condiciones de diseño de verano). Examine los resultados horarios.
5. Navegue al nivel del modelo que cubra el dominio CFD. Si modela una sola zona en la simulación CFD, navegue a esa zona; si modela un bloque, vaya al bloque; si modela todo el edificio, vaya al nivel de edificio. Después, en la pestaña Opciones de datos del modelo, seleccione las siguientes opciones de resultados:
   
   
• Almacenar resultados de aberturas - garantiza que los datos de ventanas, respiraderos, puertas, huecos y subsuperficies se incluyan en los resultados.
• Temperatura superficial interior - para almacenar las temperaturas superficiales interiores de todas las superficies y aberturas del dominio.
• Flujo de aire entrante - para registrar el flujo entrante por ventanas, respiraderos, puertas y huecos (solo en cálculos de ventilación natural).
• Flujo de aire saliente - para registrar el flujo saliente por ventanas, respiraderos, puertas y huecos (solo en cálculos de ventilación natural).
  
  
6. Una vez preparado el modelo, haga clic en la pestaña Simulación, solicite resultados horarios o subhorarios y ejecute la simulación.
7. Compruebe los resultados horarios antes de introducirlos en los cálculos CFD. Compruebe que el flujo por las ventanas tenga la dirección esperada según la dirección del viento, las presiones previstas, etc.
8. Abra el editor de condiciones de contorno CFD y siga las instrucciones para importar los resultados horarios o subhorarios de simulación.
9. Añada los conjuntos o bloques componentes con las condiciones de contorno adicionales necesarias para representar los límites de calor, temperatura y flujo impuestos por HVAC, iluminación, otros equipos y ocupantes.
10. Asegúrese de tener el mismo calor convectivo total de ganancias internas en el modelo CFD que en la simulación EnergyPlus.
11. Compruebe que los resultados CFD se correspondan con las condiciones de contorno proporcionadas por la simulación.
    

Nota: Actualmente no es posible establecer condiciones de contorno de flujo en aberturas interiores . Por tanto, aunque EnergyPlus calcula caudales por aberturas interiores, DesignBuilder CFD los ignora y vuelve a calcularlos con un método más detallado que tiene en cuenta velocidades y presiones distribuidas. Esto significa que los flujos por aberturas interiores calculados por CFD no coincidirán exactamente con los calculados por la red de flujo de aire de EnergyPlus. Los caudales EnergyPlus de aberturas exteriores siempre se respetan en DesignBuilder CFD cuando se utilizan como condiciones de contorno.

Nota: La infiltración no se modela en CFD; si estudia ventilación natural de verano, quizá desee desactivar la infiltración en las simulaciones. Una simulación invernal puede requerir incluirla si es significativa.