Im Bereich der Tragwerksplanung ist die genaue Vorhersage der Windeinwirkungen auf Bauwerke entscheidend für die Sicherstellung der Sicherheit und Leistungsfähigkeit. RWIND, eine leistungsstarke CFD-Software (Computational Fluid Dynamics), ermöglicht es Ingenieuren, Windströmungen um Bauwerke zu simulieren. Um die Zuverlässigkeit dieser Simulationen zu erhöhen, ist die Validierung der Daten aus experimentellen Untersuchungen oder Feldmessungen (Bild 1) unerlässlich. Diese FAQ beschreibt, wie Sie in RWIND Daten validieren können, um präzise und zuverlässige Ergebnisse zu erzielen.
Bedeutung des Validierungsbeispiels
Die Validierung ist ein wichtiger Schritt in jedem Simulationsprozess. Sie stellt sicher, dass das Modell die realen Verhältnisse genau abbildet. Durch den Vergleich von Simulationsergebnissen mit experimentellen Daten können Ingenieure Unstimmigkeiten erkennen und ihre Modelle verfeinern, was zu genaueren Vorhersagen führt.
Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Verwendung der Datenvalidierung in RWIND
1. Experimentelle Daten vorbereiten
- Sammeln Sie Windkanal- oder Felddaten
Sie erhalten Winddruckverteilungen aus Windkanalversuchen oder Feldmessungen. In diesem Beispiel wurden Winddruckdaten der FH Aachen verwendet.
- Formatieren Sie die Daten
Konvertieren Sie die Daten in ein mit RWIND kompatibles Format, einschließlich der Koordination der Punktproben und des experimentellen Winddrucks, und übertragen Sie die Daten problemlos mit Copy & Paste (Bild 2).
2. RWIND Simulation einrichten
- Neues Projekt anlegen: Öffnen Sie RWIND und fangen Sie ein neues Projekt an.
- Importieren Sie die Geometrie des Validierungsbeispiels.
- Simulationsparameter definieren: Stellen Sie die Größe des Gebiets, Randbedingungen, Netzdichte, Windprofil und Turbulenzintensität ein.
3. Ergebnisse und Interpolationsmethoden
In RWIND stehen zwei Interpolationsverfahren zur Verfügung: Diffusionsinterpolation und Gaußscher Interpolationskern. Es darf nur ein Verfahren für alle Proben ausgewählt werden (siehe
Fachbeitrag 1871
).
Die Diffusionsmethode verteilt die Daten von dem Punkt der "Quelle" über die Fläche. Sie eignet sich für ein engmaschiges Netz von Messpunkten (Bild 04). Bei dünnen offenen Strukturen werden mit dieser Methode die Werte nur auf einer Plattenseite interpoliert (Bild 3).
Hier sind die Ergebnisse für die Diffusions-Interpolation (Bild 4):
Auch die statistischen Berechnungsparameter und das zugehörige Diagramm werden angegeben, um zu zeigen, wie sehr die Ergebnisse von RWIND und experimentellem Material nahe beieinander liegen. Die Vereinfachten Netz RWIND Simulationsdaten zeigen eine etwas bessere Übereinstimmung mit den experimentellen Winddruckdaten als die Exakten Netz RWIND Simulationsdaten. Beide Netze stimmen jedoch gut mit den experimentellen Daten überein, was RWIND zu einem zuverlässigen Werkzeug für die Vorhersage von Winddrücken macht. Die hohen statistischen Werte (R und R2 ) zeigen, dass beide Simulationsansätze die experimentellen Winddruckergebnisse effektiv replizieren können, wobei das Vereinfachte Netz etwas besser abschneidet (Bild 5).
Fazit
Die Integration von Validierungsdaten in die RWIND-Simulationen ist ein entscheidender Schritt, um genaue und zuverlässige Windströmungsvorhersagen zu treffen. Durch eine systematische Vorgehensweise bei der Vorbereitung, im Import und im Vergleich experimenteller Daten mit Simulationsergebnissen können Ingenieure ihre Modelle verfeinern und gewährleisten, dass ihre Bemessungen sowohl effizient als auch sicher sind. Dieser Prozess stärkt nicht nur die Glaubwürdigkeit der RWIND-Simulationen, sondern trägt auch zum allgemeinen Fortschritt der Baustatik-Praxis bei.
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