Uživatelský příběh
V tomto příkladu budeme počítat průměrné hodnoty sil pro mostní sekci, jako jsou ty, které se vztahují na konstrukční sekce v návrhovém procesu podle WTG-Merkblatt-M3.
Podle obrázku 2.2 ve WTG-Merkblatt-M3 je tento příklad zařazen do skupiny 1.
- G2: Absolutní hodnoty se středními požadavky na přesnost. Oblast použití může zahrnovat parametry nebo předběžné studie, pokud jsou plánována pozdější šetření s vyšší přesností (např. zkouška v aerodynamickém tunelu třídy G3).
- R2: Solitérní, všechny relevantní směry větru s dostatečně jemným směrovým rozlišením.
- Z1: Statistické průměrné hodnoty, pokud se týkají stacionárních proudových procesů, kde mohou být fluktuace (např. kvůli příchozí proudovému turbulence) dostatečně zachyceny jinými opatřeními.
- S1: Statické účinky. Stačí reprezentovat konstrukční model s potřebnými mechanickými detaily, ale bez hmoty a tlumicích vlastností.
Rozměry příkladu jsou ukázány na obrázku 1 a předpoklad vstupů je ilustrován v tabulce 1:
Tabulka 1: Vstupní data ověření mostní sekce
| Model | Mostní sekce |
|---|---|
| Základní rychlost větru | V = 30 m/s |
| Hustota vzduchu | ρ = 1,225 kg/m³ |
| Řešitel | Na základě tlaku |
| Model turbulence | Stálý k-ω SST |
| Typ profilu rychlosti větru | Stálý ve výšce |
| Turbulence Intenzita | 27% |
| Numerický algoritmus | SIMPLE algoritmus |
| Diskretizace | Druhé řádu |
| Zbytkový tlak | 10⁻⁴ |
| Kinematická viskozita | ν = 1,5 × 10⁻⁵ |
Obrázek 2 ukazuje studii citlivosti sítě v RWIND Pro pro mostní sekci. Koeficient síly 𝐶𝑓 se mírně snižuje z 0,94 při hustotě sítě 10% na 0,90 při hustotě 25%, následně se mírně zvyšuje na 0,92 při hustotě 35%. I když existuje malá fluktuace, variace zůstává v přijatelné toleranci, což naznačuje, že výsledky jsou dostatečně stabilní pro praktické inženýrské použití.
Také studie výpočetní sítě musí být provedena podle následujícího odkazu:
V tomto příkladu porovnáme průměrnou hodnotu síly větru ve směru x mezi EN 1991-1-4 a RWIND. Koeficient síly cfx,o pro mostní sekce lze získat pomocí obrázku 8.3 v EN 1991-1-4:
Síla ve směru X - Zjednodušená metoda
Pokud bylo posouzeno, že dynamická odpověď není nutná, síla větru ve směru x může být získána pomocí Výrazu (8.2) v EN 1991-1-4:
vb=30 m/s je základní rychlost větru C je faktor zatížení větrem. C=ce⋅cf,x=1.425×1.3=1.85 , kde ce je expoziční faktor uvedený v 4.5 a cf,x je uveden v 8.3.1(1) Aref,x=5 m2 je referenční oblast uvedená v 8.3.1 ρ=1.225 kg/m3 je hustota vzduchu
WTG-Merkblatt M3 poskytuje dvě klíčové metody pro ověření výsledků simulace. Metoda Hit Rate hodnotí kolik simulovaných hodnot Pi správně odpovídá referenčním hodnotám Oi v rámci definované tolerance, pomocí binární klasifikace (úspěch nebo neúspěch). Tento přístup hodnotí spolehlivost simulace výpočtem míry úspěšnosti q, podobně jako je používáno ve funkce důvěry v teorii spolehlivosti. Na rozdíl od toho metoda Normalizovaná střední kvadratická chyba (e2) nabízí podrobnější posouzení přesnosti kvantifikováním průměrné čtvercové odchylky mezi simulovanými a referenčními hodnotami, normalizována pro zohlednění rozdílů v rozměru. Společně tyto metody poskytují jak kvalitativní, tak kvantitativní měření pro ověření simulace.
Výsledky sil v RWIND a porovnání s Eurokódem
V RWIND jsou výsledky celkových sil větru k dispozici na záložce Info v editoru modelu, jak je ukázáno na obrázcích 3 a 4. Rozdíl mezi scénářem kritického směru větru RWIND (θ=0°) a Eurokódem je přibližně Wrel = 5.36% (nižší než uvedená kritéria ve WTG = 10%); a poté je možné získat míru úspěšnosti jako q=100%, což ukazuje na dobrou shodu. Nízká normalizovaná střední kvadratická chyba e2=0.002 také potvrzuje silnou shodu mezi simulací a měřeními, což účinně splňuje standardy pro ověření.
