Uživatelský příběh

Následující příklad popisuje experimenty v aerodynamickém tunelu provedené Laboratoří pro environmentální větrné tunely (EWTL) na Univerzitě v Hamburku jako validační případ v části 9.4 WTG-Merkblatt M3. Měříme rychlostní pole a údaje o drsnosti Michelsova městského modelu (případ BL3-3), abychom ověřili numerické CFD simulace v komplexních městských strukturách. Tento příklad může patřit do skupiny 2, podle Obrázek 2.2 ve WTG-Merkblatt-M3, na základě zkoumání průměrné hodnoty rychlosti větru:

• G2: Absolutní hodnoty se středními požadavky na přesnost: Oblast použití může zahrnovat parametry nebo předběžné studie, pokud jsou plánována pozdější vyšetření s vyšší přesností (např. zkoumání v aerodynamickém tunelu třídy G3).
• R2: Solitérové: všechny relevantní směry větru s dostatečně jemným směrovým rozlišením.
• Z2: Statistické průměrné hodnoty a standardní odchylky: za předpokladu, že se jedná o ustálené procesy proudění, pro které stačí statistické ověření fluktuací s vrcholovým faktorem.
• S1: Statické účinky: Jsou dostatečné pro reprezentaci strukturálního modelu s potřebnými mechanickými detaily, ale bez hmotnostních a tlumicích vlastností.

Popis

Vyšetřování se zaměřuje na idealizovaný, ale geometricky detailní městský model umístěný v atmosférickém mezní vrstvě. Měření v aerodynamickém tunelu bylo provedeno v zařízení WOTAN, jež má testovací sekci dlouhou 18 m, širokou 4 m a vysokou 2,75-3,25 m. Příslušné pole drsnosti bylo charakterizováno délkou drsnosti z₀=1,53 m a exponentem profilu α=0,27, což představuje "velmi drsné" terénní podmínky. Celkem bylo zaznamenáno 1 838 měřicích bodů pro několik konfigurací střech. Časově závislé horizontální složky rychlosti u a v, včetně středních hodnot, variancí, korelací a spekter, byly získány pomocí 2D Laser-Doppler Anemometru (LDA) při 500-600 Hz. Měřicí body byly rozmístěny ve vertikálních a horizontálních profilech, v městských kanionech a na definovaných místech opakovatelnosti. Dataset Michel City slouží jako referenční validační případ (C5) podle směrnice VDI 3783 část 9 [1]. Pro validaci se kromě míry zásahu aplikuje relativní odchylka D=0,25 a absolutní odchylka W=0,08, aby bylo zohledněno opakování a nejistota měření. Tento dataset byl ověřen a přijat několika institucemi (např. KalWin [2]) pro účely validace CFD a porovnání modelů.

[1] VDI Richtlinie 3783 Blatt 9: Umweltmeteorologie - Prognostische mikroskalige Windfeldmodelle -
Evaluierung für Gebäude- und Hindernisumströmung, 2017

[2] KalWin, “Validation of flow field prediction within a realistic but idealized urban environment with
OpenFOAM”, Report KalWin Engineering GbR, 2022,
http://www.kalwin-engineering.com/wp-content/uploads/2022/10/KalWin-Report-ValidationOkt2022.pdf