RWIND 2 ist ein hervorragendes Werkzeug zur Erstellung von windinduzierten Lasten an allgemeinen Tragwerken. RWIND 2 ist ein eigenes Programm, das extern verwendet wird, um Lastfälle und Windlasten für RFEM 6- und RSTAB 9-Modelle zu ermitteln. Für RFEM kann das Modell aus Stäben, Flächen und/oder Volumenkörpern in beliebiger Zusammensetzung bestehen. Bei RSTAB-Modellen können Lasten für Modelle erstellt werden, die vollständig dem statischen System entsprechen, z.B. Gittermasten oder Gitterträger ohne Verkleidung. RWIND verwendet ein numerisches CFD-Modell (Computational Fluid Dynamics) zur strömungsmechanischen Simulation der Umströmung von Objekten in einem Windkanal. Infolge des Simulationsprozesses werden spezifische Windlasten für RFEM oder RSTAB erzeugt.
Für die Simulation wird ein 3D-Netz aus endlichen Volumina verwendet. RWIND führt eine automatische Vernetzung durch, wobei die Gesamtmaschendichte sowie die lokale modellnahe Netzverdichtung einfach mit wenigen Parametern eingestellt werden können. Für die Berechnung der Luftströmung und des Flächendrucks am Modell wird ein Gleichungslöser mit finiten Volumen für inkompressible turbulente Strömung verwendet. Die Ergebnisse werden dann am Modell extrapoliert. RWIND wurde entwickelt, um mit verschiedenen numerischen Solvern zu arbeiten. Aktuell empfehlen wir die Verwendung des Softwarepakets OpenFOAM®, das nach unseren Tests sehr gute Ergebnisse liefert und ein weit verbreitetes Werkzeug für CFD-Simulationen ist. Alternative Gleichungslöser sind in Entwicklung.
RWIND 2 kann die Topologie aus RFEM 6- und RSTAB 9-Modellen sowie aus *.stl-, *.ifc-, *.obj- und *.vtp-Dateien lesen (Import von *.stp- und *.igs-Dateien ist in Vorbereitung) . Kleinere Korrekturen des Modells, die eventuell für Ecken oder Anschlüsse erforderlich sind, werden automatisch übernommen. Die belastungsrelevanten Daten können entweder in RWIND 2 oder in den RFEM 6/RSTAB 9 Lastfällen definiert werden. Letztere Option wird empfohlen: Damit lassen sich Lastfälle für die relevanten Windrichtungen bilden und Windprofile nach bestimmten Normen anwenden. Die Effekte von Turbulenzen können optional berücksichtigt werden. Die Abmessungen des Windkanals richten sich nach der Größe des Modells, können jedoch bei Bedarf geändert werden.
Die Ergebnisse der Simulation umfassen die Druck- und Geschwindigkeitsfelder um das Modell, die Stromlinien, die Flächenpressung und die Stabkräfte. Sie stellen die Ergebnisse einer stationären Analyse dar. Alle Ergebnisse werden mittels Colormaps (Isobanden) bzw. Isolinien am Modell oder durch Slicer-Ebenen im Windkanal dargestellt. Die Stromlinien können in einer animierten Ansicht angezeigt werden, wodurch die Auswirkungen laminarer und turbulenter Strömungen auf einfache Weise bewertet werden können. Als wesentliches Ergebnis der Simulation werden Lasten für das RFEM/RSTAB-Modell erzeugt. Sie werden in die jeweiligen Lastfälle exportiert und dort als FE-Knoten- oder Stablasten angesetzt.
Die gängige Vorgehensweise bei der Erstellung von Windlasten mit RWIND 2 ist wie folgt:
- Definieren Sie die Modelldaten in RFEM 6 bzw. RSTAB 9. Stellen Sie sicher, dass im Dialog "Basisdaten" das Add-On 'Windsimulation' aktiviert ist.
- Öffnen Sie den Dialog "Lastfälle & Kombinationen". Legen Sie die Lastfälle für die relevanten Windrichtungen fest und ordnen Sie jeweils die Analyseart "Windsimulation" zu.
- Legen Sie für diese Lastfälle die "Berechnungseinstellungen für die Windsimulation" und das "Windprofil" fest.
- Mit der Funktion "Windsimulation berechnen" können die Modelldaten eines der Lastfälle in das Programm RWIND 2 exportiert werden.
- In RWIND können Sie die Einstellungen des Windkanals, des Netzes, der Vereinfachung des Modells usw. überprüfen. Passen Sie gegebenenfalls die Parameter an.
- Starten Sie die Berechnung in RWIND.
- Überprüfen Sie die Ergebnisse.
- Beenden Sie RWIND und kehren Sie zu RFEM/RSTAB zurück.
- Kombinieren Sie die Windlastfälle gegebenenfalls mit anderen Lastfällen in Last- und Ergebniskombinationen.
- Starten Sie abschließend die Berechnung der Verformungen und Schnittgrößen.
Neben der interaktiven Anwendung mit RFEM 6 oder RSTAB 9 kann RWIND 2 auch als eigenständiges Programm für universelle CFD-Berechnungen genutzt werden. Importieren Sie einfach das von Ihnen erstellte Modell in Ihre CAD-Anwendung und führen Sie die Berechnung in RWIND durch. Die Strömungsfelder, Flächenpressungen, Widerstandskräfte usw. können für verschiedene Anwendungsgebiete genutzt werden, wie zum Beispiel für die Analyse dicht beieinander liegender Gebäude oder eine Fußgängerwindkomfortsimulation in einer Stadt.
Wir wünschen Ihnen eine angenehme und erfolgreiche Arbeit mit RWIND 2.