Beschreibung
Das Verifizierungsbeispiel beschreibt die stationäre Strömung um ein Hochhaus in einem Stadtblock. Es stammt vom Architectural Institute of Japan (AIJ). Das Zielmodell bestand aus gleichmäßig angeordneten Stadtblöcken mit einer ebenen Form von 40 m × 40 m und einer Höhe von 10 m sowie einem 25 m × 25 m × 100 m (1:1:4) hohen Gebäude im zentralen Block. Jeder Block bestand aus zwei 10 Meter breiten Straßen sowie Straßen mit 20 m bzw. 30 m Breite. Der Maßstab des Modells beträgt 1:400.
Das resultierende Geschwindigkeitsfeld wird mit verfügbaren experimentellen Windkanaldaten verglichen. Das Problem wird durch die folgende Tabelle, die Einströmgeschwindigkeit und das Turbulenzprofil beschrieben. Es werden drei Winkel von Wind – 0°, 22,5° und 45° – getestet und verglichen.
| Flüssigkeitseigenschaften | Kinematische Viskosität | ν | 1.500e-5 | m2/s |
| Dichte | ρ | 1.250 | kg/m3 | |
| Geometrie | Vom CAD-Modell vorgegeben | |||
Analytische Lösung
Eine analytische Lösung ist nicht verfügbar. Das Beispiel ermöglicht einen Vergleich zwischen den Ergebnissen der CFD-Simulation in RWIND und den experimentellen Daten (AIJ).
Einstellungen für RWIND Simulation
- Modelliert in RWIND 3.05
- Typ der stationären Strömungssimulation
- Die Netzdichte beträgt 20 % mit Verdichtung im untersuchten Bereich (mehr als 2.000.000 Zellen für alle Simulationen)
- Randbedingung am Einlass - Geschwindigkeitsprofil und Turbulenzintensitätsprofil
- Tunnelboden - Randbedingung ohne Rutschen
- Tunnelwände und oben - Randbedingung mit Rutschen
- Randbedingung am Auslass - Nulldruck; Geschwindigkeitsgradient gleich Null
Ergebnisse
In den folgenden Grafiken werden experimentell gewonnene Daten aus dem Windkanal (AIJ) mit Daten aus der CFD-Simulation in RWIND verglichen. Es wird ein direkter Vergleich der Windgeschwindigkeit sowie der Punktwolke gezeigt. Zudem werden die Wurzel der mittleren Fehlerquadratsumme (RMSE) und der Korrelationskoeffizient (R) innerhalb der Punktwolke berechnet. Die Grafiken zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment. Bitte beachten Sie, dass experimentelle Ergebnisse in unmittelbarer Nähe des Hochhauses nicht verfügbar sind, in den Grafiken jedoch Simulationsergebnisse dargestellt werden.
