В последние годы возрос интерес к использованию вычислительной гидродинамики, известной как CFD, для проектирования конструкций, чувствительных к ветру. Это связано с тем, что достижения в области вычислительной техники сделали решение сложных задач потока относительно недорогим. Размер вычислительной области является важным аспектом, который оказывает значительное влияние на точность, а также на стоимость моделирования CFD.
Основные уравнения потока дискретизируются и решаются в объемной области за пределами модели здания, которая называется расчетной областью (рисунок 1). Пределы типичной кубовидной области имеют в общей сложности шесть границ. Эти границы, за исключением нижней части домена ', по существу нефизические; поэтому их влияние на сечение потока является источником ошибок моделирования (далее называемых ошибками области). Важно установить нефизические преграды на достаточном удалении от конструкции, чтобы минимизировать серьезное влияние на результаты. Вычислительная стоимость модели может возрасти, если границы расположены слишком далеко. Размер вычислительной области должен быть оптимизирован с учетом как вычислительных затрат, так и точности решения Refer [1] .
Рекомендации по передовой практике в области вычислительной ветроэнергетики (CWE) Ссылка [2] Ссылка [3] подтверждает важность вычислительной области с подходящим размером для точности решения. Эти рекомендации связывают ошибки предметной области с аналогичными проблемами при испытании в аэродинамической трубе, такими как эффекты блокировки в областях с ограниченными площадями сечения и искусственное ускорение местного потока в областях с недостаточным пространством между границами доменов и моделью здания. Следовательно, минимальное расстояние между границами домена и моделью здания и максимальный коэффициент блокирования или их сочетание используется для определения требований к размеру Ссылка [3] .
Вот пример формы цилиндра Еврокода Ссылка [4] , в которой рассматриваются два различных размера расчетной области. Первый случай (рисунок 2) - это настройка по умолчанию для функции RWIND, которая является менее точным, но более быстрым расчетом, а второй - это рекомендуемый размер аэродинамической трубы (рисунок 3), который является более точным, но также требует больших вычислительных затрат. Например, для размера аэродинамической трубы по умолчанию требуется 23 минуты для завершения моделирования CFD, в то время как для рекомендованного размера аэродинамической трубы требуется 42 минуты для завершения моделирования (~ 80% увеличение вычислительных затрат). Также важно отметить, что моделирование было выполнено CPU: ЦП Intel (R) Xeon (R) Gold 6248R @ 3,00 ГГц и 128 ГБ ОЗУ на 1000 итераций ' ' '.
Диаграмма коэффициента ветрового давления (Cp) (рисунок 4) показывает, что размер расчетной области может играть важную роль в уровне точности результатов, особенно для области положительного давления. Схематически рекомендуемый размер аэродинамической трубы в аэродинамике показан на рисунке 6 См. [5] . Критический момент - обратить внимание на значения поля давления вблизи входа скорости; они должны быть оптимально близки к нулю (рисунок 5).
