El taller ofrece una introducción al desarrollo de simulaciones detalladas mediante dinámica computacional de fluidos, haciendo uso del módulo CFD de DesignBuilder. Este módulo permite obtener información precisa sobre las condiciones potenciales de velocidad, temperatura y presión del aire, entre otros parámetros, en los ámbitos internos y externos de los edificios. Se incluye el proceso de generación de datos mediante el módulo EnergyPlus y su posterior exportación para definir las condiciones del análisis CFD.

Una vez concluido el taller los participantes serán capaces de:

• Establecer las condiciones generales del análisis CFD, ya sea mediante el ingreso de datos predeterminados o importando datos de simulaciones previas con el módulo EnergyPlus.
• Crear y configurar correctamente elementos especiales del análisis CFD, como añadidos superficiales y montajes.
• Desarrollar análisis CFD exteriores para determinar las condiciones de velocidad y presión del aire en el entorno del edificio, así como análisis CFD interiores para calcular además factores como la temperatura y antigüedad del aire.
• Generar gráficas y tablas de resultados CFD para su análisis y posterior edición.

Enfoque metodológico

El taller hace énfasis en la aplicación práctica, mediante la solución de diversos ejercicios. Cada uno de los ejercicios plantea una situación en la que el análisis CFD puede ser de gran ayuda para tomar decisiones de diseño. También implica la definición y/o revisión de los parámetros necesarios para llevar a cabo de manera correcta los análisis CFD. Por lo general los ejercicios se desarrollan de acuerdo a las siguientes fases:

1. Apertura de un modelo base y definición/revisión de los parámetros relacionados con el análisis CFD.
2. Desarrollo de cálculos CFD y análisis de resultados.
3. Desarrollo de modelos alternativos, tratando de mejorar las condiciones ambientales del espacio analizado.
4. Desarrollo de cálculos CFD de los modelos alternativos y comparación de resultados.

Requisitos

Para cursar el taller DesignBuilder CFD es muy recomendable que los participantes hayan llevado previamente los talleres de nivel básico y medio, o bien demostrar que dominan de manera efectiva los conocimientos y habilidades desarrollados en éstos. El no cubrir este requisito puede interferir en el cumplimiento de los objetivos planteados.

Contenidos generales:

Tema 1. Conceptos básicos

• ¿Qué es CFD? Descripción del concepto de dinámica computacional de fluidos y su aplicación en la optimización ambiental y energética de los edificios.
• CFD de DesignBuilder. Método de volumen finito. Concepto de malla de volumen finito y punto central. Variables dependientes e independientes. Procesos iterativos.
• Proceso general de trabajo. Creación del modelo 3D. Definición de las condiciones de límite. Definición de parámetros de malla y opciones de cálculo. Desarrollo de cálculos y generación de resultados.

Tema 2. Análisis exteriores

• Parámetros de cálculo iniciales. Propiedades de la malla: espaciamiento, tolerancia de empalme y agrupación de líneas. Parámetros del viento: velocidad, dirección y nivel de exposición. Factores del dominio: longitud, anchura y altura.
• Opciones de cálculo. Modelo de turbulencia; método de diferenciación; número máximo de iteraciones; ámbito isotérmico / definición de coeficientes de transferencia superficial de calor; condiciones iniciales; selección de celda de monitoreo; despliegue residual; controles de variable dependiente; factor de relajación; terminación residual.
• Monitorización del cálculo. Valor residual de las variables dependientes. Variaciones de la variable dependiente seleccionada para la celda de monitoreo.
• Resultados CFD. Creación, posicionamiento y eliminación de planos de corte. Definición de parámetros mostrados en el plano de corte: velocidad y presión del aire. Regulación de las variables: rango de valores, valores asignados a las bandas de color, longitud máxima y factor de escala de los vectores de velocidad. Generación de contornos 3D. Administración de resultados.

Tema 3. Análisis interiores

• Definición personalizada de condiciones generales CFD. Temperatura del aire interior y del aire que ingresa. Temperatura de superficies internas. Condiciones de aberturas: temperatura, posición y dimensión de apertura, flujos de aire.
• Importación de condiciones generales CFD desde EnergyPlus. Definición de resultados de simulación con miras al análisis CFD. Uso del comando Importar datos de EnergyPlus. Ajuste manual del balance de flujos de aire.
• Añadidos superficiales. Creación y configuración de añadidos superficiales: difusores de suministro (genéricos, de cuatro y de dos vías); rejillas de extracción de aire; superficies con una temperatura específica; superficies con flujo de calor.
• Montajes CFD. Uso de la biblioteca de montajes. Edición de montajes: dimensiones, tipo de límite térmico. Creación y administración de montajes personalizados.
• Parámetros de cálculo iniciales. Propiedades de la malla: espaciamiento, tolerancia de empalme y agrupación de líneas.
• Opciones de cálculo. Modelo de turbulencia; método de diferenciación; número máximo de iteraciones; ámbito isotérmico / definición de coeficientes de transferencia superficial de calor; condiciones iniciales; selección de celda de monitoreo; despliegue residual; controles de variable dependiente; factor de relajación; terminación residual.
• Monitorización del cálculo. Valor residual de las variables dependientes. Variaciones de la variable dependiente seleccionada para la celda de monitoreo.
• Resultados CFD. Creación, posicionamiento y eliminación de planos de corte. Definición de parámetros mostrados en el plano de corte: velocidad, temperatura, presión y antigüedad del aire. Regulación de las variables: rango de valores, valores asignados a las bandas de color, longitud máxima y factor de escala de los vectores de velocidad. Generación de contornos 3D. Administración de resultados.

1. Dependiendo del formato adoptado, la cantidad de horas necesarias para desarrollar este taller puede variar. Se considera razonable un rango de entre 6 y 8 horas de trabajo en clase.
2. Los contenidos del taller pueden variar ligeramente, de acuerdo a las circunstancias en las que sea impartido.