AIJ Beispiele Fall A - einzelnes hohes Gebäude in der Form 2:1:1

Einführung

Japonský architektonický institut (AIJ) je v souladu se srovnávacími testy pro větrnou simulaci.
Podle nového návrhu "Případ A - výšková budova ve tvaru 2:1:1".
Im Folgenden wird das beschriebene Szenario in RWIND2 nachgebildet and die Ergebnisse mit den simulierten and der experimentellen Resultate des AIJ verglichen.

Der Case A beschreibt ein simples quaderförmiges Gebäude, dass doppelt so hoch wie breit und tief ist.

Směr zatížení v průběhu simulace v průběhu simulace je založen na paralelních směrech na vysokých souměrnostech ve verschiedenen Abständen positioniert sind.
Im Experiment des AIJ wurde ein entsprechendes Model in einem Windkanal aufgebaut and the Windgeschwindigkeit mittels gespaltener Fasersonden and Punkten entlang der angesprochenen Geraden gemessen.
Autorská práva pro software STREAM ver. 2.10, v rámečku pro verzi RWIND Pro 2.02. Modelová konstrukce probíhá v programu RWIND, takže je lepší vytvořit v programu STREAM angepasst.

Modellaufbau

Als Turbulenzmodell wurde Standard k–ε verwendet, dabei wurde eine stationäre Strömung angenommen. Die Anströmung erfolgt senkrecht, wegen Symmetrie ist dabei egal auf welche Fläche der xz- oder yz-Ebene. Abmessungen, Anströmgeschwindigkeit und Turbulenzverhalten wurden aus der originalen Publikation übernommen [1]. Nachfolgend ist die Strömungsgeschwindigkeit über die Höhe zusammengefasst.

Modelový dům je následující.

01 Stavba modelu - případová studie AIJ: Jednotlivá budova

Ergebnisse des AIJs wurden auf deren Website zur Verfügung gestellt [1].
Pro vytvoření simulace podle AIJ s nástrojem ENGAUGE digitalizátor [2] a grafy pro publikování [1] platí, že pokud nejsou publikovány žádné, nejsou k dispozici.
Die Genauigkeit der extrahierten Punkte sollte aber dennoch hinreichend genau (im Bereich +- 0,5%) und demnach gut vergleichbar sein.

Ergebnisse a Diskussion

Als Visualisierung der Strömungsgeschwindigkeit entlang der Auswertungskurven wurde der Plot der originalen Publikation nachgestellt [1].
Nachfolgend wurde in jenes Diagramm die Ergebnisse der RWIND Simulation zur besseren Vergleichbarkeit eingetragen.

02 Podélná rychlost, násobená polohou měřicích bodů nad výškou budovy

Všechny tyto oblasti zahrnují všechny možnosti simulací pro RWIND se srovnávacími testy a referenčními simulacemi je další, pokud jde o technické parametry, z průzkumu mezi následujícími výsledky. Ersichtlich ist das in der 8ten and 9ten Auswertungsgerade von links.

Auch entlang der 5ten Auswertungsgerade Connte Consistent über Verschiedene Netzdichten und Netzverdichtungen der Referenzsimulation überlegene Ergebnisse reproduziert werden.

Ledglich in den Bereichen von 0 bis etwa 50% der Gebäudehöhe ist in RWIND eine starke Abweichung entlang der 6ten and 7tem Auswertungserade of links zu beobachten. Eine abgewandelte Netzverdichtung um diesen Bereich konnte den Ausschlag der Strömungsgeschwindigkeit zwar verändern, aber nicht unbedingt verbessern. Eine weniger dichtere Vernetzung verbresserte die Übereinstimmung in geringer Höhe, verschlechterte diese aber in mittlerer und hoher Höhe.

Außerdem steigt die Strömungsgeschwindigkeit an paralelní umströhmten Seiten wesentlich steiler anzusteigen als in der Referenzsimulation. Síť pro smršťovací fólii je zakázaná v systému RWIND, pokud jde o kontrolu detailů nebo skládání prvků v důsledku redukce účinku. Da im Referenzmodell der Körper direkt vernetzt wurde tritt der Effekt dort nict auf. AUsmaß und Relevanz der Anomalie ist aber als gering zu bewerten, da die Experimentellen Daten trotzdem gut abgebildet wurden and der Effekt local stark begrenz ist.

In Summe sind die Ergebnisse für den Druckbereich als sehr gut zu bewerten. Im starken Sogbereich zeigen sich hingegen Schwächen auf. Denn noch zeigt auch der Sogbereich, gerade in größerer Entfernung zum Gebäude eine sehr gute Übereinstimmung mit dem experimentellen Benchmark.

Ein konkreter Grund für den deutlichen Untersched konnte in ausgemacht werden, ein anderes Turbulenzmodell or eine feiner aufgelöste Untersuchung wären potencielle Ansätze.

Zusätzlich wurden in der originalen Publikation die Strömungseschwindigkeiten in der xy-Ebene in einer Höhe von z/b=1.25 also 0.1km ausgewertet.
Diese Untersuchung wurde auch in RWIND unternommen, auch hierfür wurde entlang von Geraden der Strömungstensor ausgewertet. Die folgende Abbildung zeigt die Poloha matrice Geraden. Die Abstände der Linien zueinander wurden dabei wieder aus den veröffentlichten Ergebnissen [2] entnommen und sind identisch zum Modellaufbau im Bild weiter oben.

03 Stavba modelu shora - případová studie AIJ: Jednotlivá budova

Plot im selben Stile wie die die Längsbetrachtung dargestellt. Die Farbgebung wurde Kongruent Gehalten.

04 Podélná rychlost v měřítku podle polohy bodů měření po šířce budovy

Die oberseitige Betrachtung bestätigt die längsseitige Betrachtung. Vývoj simulace RWIND odpovídá srovnávacímu testu a simulaci CFD. Außer der aus beschriebenen Beobachtung bezüglich umströmten Flächen, zeigen sich keine relevanten Schwächen der Simulation in RWIND.

Für einen anschaulicheren Vergleich der Referenzsimulation mit den RWIND Ergebnissen bietet sich eine Betrachtung der Strömungsgeschwindigkeiten als Flaschfarbenbild an. Ausschnitt um das Gebäude wurde dem der Autoren angepasst [1].Aus Urheberrechtsgründen werden an dieser Stelle die Falschfarbenbilder nicht Seite an Seite verglichen. Výsledek je následující.

05 Rychlost proudění kolem budovy - AIJ případ A

Auch himerzeigt sich eine sehr gute Übereinstimmung mit der Literatursimulation. Die auftretenden Abweichungen ergeben sich ausschließlich im beits thematisierten Sogbereich.

Výsledek

Simulace a simulace proudu RWIND pro simulaci a simulaci proudění podle Literatur sowie des zugrundeliegenden Experiments herrscht. V návaznosti na RWIND v experimentu probíhá tendencí, postupuje v prostoru pro proudění STREAM v experimentu, který je k dispozici.

[1] https://www.aij.or.jp/jpn/publish/cfdguide/index_e.htm
[2] https://markummitchell.github.io/engauge-digitizer/