En resumen

CFD, Computational Fluid Dynamics o Dinámica de Fluidos Computacional es una compleja rama de la mecánica de fluidos que busca calcular las propiedades de los fluidos en movimiento. Se puede aplicar al diseño de un ala de avión, de un fórmula 1, de un motor de combustión… o a analizar el movimiento del aire dentro y fuera de los edificios.

Los programas de CFD convencionales requieren una gran experiencia y conocimiento para configurar correctamente la geometría, las condiciones de contorno, los modelos de turbulencia, el mallado… DesignBuilder se enfoca exclusivamente en el ámbito de los edificios y simplifica el proceso al máximo haciendo asequible el CFD a un usuario iniciado.

De esta forma, el módulo CFD de DesignBuilder:

  • Aprovecha la misma geometría utilizada en el modelo térmico.
  • Permite configurar las condiciones de contorno (temperaturas de las superficies, caudales de ventilación por huecos) de forma automática importándolos de una Simulación.
  • Incorpora rejillas de impulsión y extracción y superficies con flujo/temperatura, para simular instalaciones de climatización o cargas internas (personas, iluminación, equipos…).
  • Genera resultados de velocidad, presión, temperatura, confort y edad media del aire en el interior y presión y velocidad en el exterior.

El cálculo CFD es en régimen estacionario y permite evaluar:

  • Disposición de la impulsión/extracción de aire en instalaciones de climatización.
  • Distribución espacial del confort.
  • Diseño de la ventilación natural.
  • Estratificación y estancamiento.
  • Diseño de CPDs
  • Presiones de viento y confort urbano.

El módulo CFD sólo se incluye en el paquete Ingeniería Pro.

En detalle

Especificaciones técnicas

  • El CFD de DesignBuilder se ha testeado de manera independiente contra Pheonics, un paquete CFD de uso general reconocido en el sector. El proceso de validación, llevado a cabo por la Universidad de Northumbria, muestra que DesignBuilder es capaz de reproducir los mismos resultados que Pheonics a partir de los mismos datos de partida. Esta verificación ratifica la fiabilidad de los resultados del CFD de DesignBuilder.
  • El mallado 3D se genera de manera automática a partir de la geometría y de las condiciones de contorno para asegurar la convergencia de la solución.
  • El motor CFD se ha desarrollado en torno al algoritmo SIMPLER, que pertenece a una de las familias más extendidas de métodos de resolución CFD. La turbulencia se puede modelizar mediante el reconocido modelo k-ε y hay planes de introducir modelos adicionales para aplicaciones concretas.
  • El interfaz incorpora diversas opciones para introducir un amplio rango de condiciones de contorno, como difusores de impulsión, rejillas de extracción, superficies a una temperatura, etc. que pueden dibujarse sobre las superficies del modelo. También se proporciona una biblioteca de componentes (ventiladores, radiadores, fancoils, muebles, ocupantes, etc. ) que permite ubicarlos en cualquier parte del modelo e incorporarlos al análisis.
  • Las condiciones de contorno de temperatura y caudales de aire entrantes/salientes pueden importarse automáticamente a partir de una simulación con EnergyPlus. También es posible utilizar el CFD como un módulo independiente sin necesidad de utilizar EnergyPlus.
  • Los resultados en 3-D del cálculo CFD se muestran utilizando las capacidades gráficas de DesignBuilder, proporcionando gráficos impactantes y fáciles de interpretar con vectores de velocidad, contornos de temperaturas, iso-superficies, etc.
  • La simulación CFD aprovecha el modelo 3-D de DesignBuilder, incluyendo los espesores de paredes y suelos, de forma que el dominio se genera automáticamente de forma precisa, sin requerir modificaciones adicionales.
  • La Edad Media del Aire (LMA) y la Tasa Efectiva de Ventilación (ACE) proporcionan resultados de diseño para la normativa ASHRAE 62.1, Green Star, etc.