164x
005448
23.2.2024

Simulace stacionárního a nestacionárního proudění okolo atikových zdí v programu RWIND

Jaká je nejpřesnější CFD metoda pro simulaci větru na atikových zdech?


Odpověď:

Volba mezi stacionární (pomocí programu RWIND Basic) a nestacionární simulací (pomocí programu RWIND Pro) závisí na specifických požadavcích analýzy větru, na požadované přesnosti a na dostupných výpočetních zdrojích. Simulace stacionárního stavu jsou vhodné pro jednodušší, časově invariantní analýzy, zatímco simulace nestacionárních jevů jsou nutné pro zachycení dynamického chování proudění větru a jeho vlivu na konstrukce v čase a jsou přesnější než simulace ve stacionárním stavu.

Atikové zdi představují jedinečnou výzvu při analýze zatížení větrem na budovy vzhledem k jejich poloze a složitému proudění, které způsobují. Jejich interakce se zatížením větrem je ovlivněna několika faktory, které přispívají k jejich složitému chování:

Výška a expozice

Atikové zdi se tyčí nad hlavní úrovní střechy, jsou tedy vystaveny vyšším rychlostem větru a jinému proudění ve srovnání s nižšími částmi budovy. Tato expozice znamená, že na ně mohou působit výrazně rozdílné tlaky větru včetně vztlakových sil.

Geometrie a tvar

Tvar atikové zdi - ať už je plochý, zubovitý nebo má jiné architektonické prvky - může ovlivnit, jak nad ním a okolo něj proudí vítr, což vede ke složitým vzorům vírů a turbulencí. Tyto vzory proudění mohou změnit rozložení a velikost tlaků od větru na atikových zdech a přilehlých střešních plochách.

Interakce s tvarem budovy

Celkový tvar budovy má vliv na to, jak okolo budovy proudí vítr, a to následně ovlivňuje zatížení větrem na atikovou zeď. Například vítr proudící přes aerodynamicky hladkou budovu se bude chovat jinak než vítr, který narazí na budovu s tvarem vírového charakteru. Tato interakce může vést k oblastem s vyšším tlakem nebo sáním na atikové zdi, které je obtížné předvídat bez podrobné analýzy.

Odtrhávání vírů

U vysokých atikových zdí na výškových budovách dochází k odtrhávání vírů, kdy se z obou stran atikové zdi odtrhávají střídavě víry, což vede k oscilaci tlaku, která může způsobit kmitání konstrukce. Tyto účinky jsou velmi závislé na rychlosti větru, tvaru atikové zdi a orientaci budovy vůči větru.

Účinek poryvu větru

Parapety mohou být vystaveny poryvovým účinkům, kdy krátkodobé zvýšení rychlosti větru způsobuje kolísavé zatížení. Tyto nestacionární účinky jsou důležité zvláště pro statické posouzení atikových zdí, aby bylo zajištěno, že mohou bezvadně odolávat náhlému zvýšení zatížení větrem.

Vzhledem k této složitosti se pro přesnou predikci zatížení větrem na atikové zdi často používají pokročilé simulační techniky, jako je výpočetní dynamika tekutin (CFD). Svůj význam mají jak stacionární, tak nestacionární simulace, ale simulace nestacionárních jevů poskytují v programu RWIND 2 Pro podrobnější pochopení toho, jak atikové zdi reagují na měnící se větrné podmínky v čase. Tyto simulace mohou zachytit okamžité účinky poryvů, vznik vírů a vliv turbulentního proudění, které jsou rozhodující pro posouzení funkčnosti a bezpečnosti atikových zdí při zatížení větrem.


Autor

Pan Kazemian má na starosti vývoj produktů a marketing společnosti Dlubal, zejména programu RWIND 2.