Estimation of flow through porous and perforated plates with CFX and scale model validations

Abstract

Airflow patterns through a livestock building with a diffusing ceiling ventilation system were modelled using the computational fluid dynamics (CFD) code CFX. Two kinds of ceilings were tested in a 1/10 scale model : a porous diffusing ceiling and a perforated plate. Several simulations were carried out for each kind of ceiling in the scale model geometry and predicted air velocities were compared with experimental data. Good predictions were obtained with a porous plate as diffusing ceiling. For the perforated plate ceiling, rather good predictions were obtained by individually simulating each hole of the plate. This perforated plate was also modelled by a virutual porous medium. We got poor consistency until we used the correction proposed by Wen, 1994. With that correction we obtained a dramatic improvement which opens an opportunity to get a good prediction of the flow in realistic conditions. / Les écoulements d'air dans un bâtiments d'élevage ventilé par un système à plafond diffuseur ont été modélisés à l'aide de la MFN (Mécaniques des Fluides Numériques) et du code de calcul CFX. Deux types de plafonds ont été testés dans une maquette au 1/10ème : un plafond poreux diffusant et une plaque perforée. Plusieurs simulations ont été réalisées pour chaque type de plafond pour la géométrie de la maquette et les vitesses prédites ont été comparées aux données expérimentales. De bonnes prédictions ont été obtenues avec le milieux poreux comme plafond diffuseur. Pour la plaque perforée, on a obtenu des simulations assez bonnes en considérant individuellement chaque trou de la plaque perforée. Cette plaque perforée a aussi été modélisée par un milieu poreux virtuel. On a une faible consistance dans les résultats tant que l'on n'utilise pas la correction proposée par Wen, 1994. Avec cette corrrection on a obtenu une amélioration qui offre l'opportunité d'obtenir de bonnes prédictions de l'écoulement dans des conditions réalistes