Die Berechnung der "Transienten Strömung" kann auf der Registerkarte „Allgemein“ im Dialogfeld "Simulationsparameter" eingestellt werden. Dort können Sie auch festlegen, ob die zur Fortsetzung der Berechnung nach dem erneuten Öffnen des Modells erforderlichen Daten gespeichert werden sollen. Dies kann nützlich sein, führt jedoch zu größeren Dateien.
Auf der Registerkarte „Transiente Strömung“ können die Parameter der transienten Strömungssimulation definiert werden.
Anfangsbedingung
In diesem Abschnitt werden die Anfangsbedingungen für die transiente Berechnung festgelegt. Standardmäßig wird zunächst die stationäre Strömung berechnet. Die Ergebnisse dieser Berechnung werden dann als Ausgangsfeld für die transiente Berechnung verwendet. Für diese Berechnung der stationären Strömung kann auch eine Reihe von Iterationen definiert werden.
Bei der Berechnung transienter Strömungen ist es wichtig, die Anfangsbedingungen korrekt einzustellen. Eine falsch eingestellte Anfangsbedingung kann entweder zu einer Instabilität der Berechnung oder zu einer unnötig langen Berechnungszeit führen, bevor sich das Strömungsfeld bei den richtigen Werten stabilisiert. RWIND 3 verwendet seinen Solver für stationäre Strömungen mit einer geringen Anzahl von Iterationen, um den Anfangszustand zu berechnen. Das bedeutet, dass zunächst die stationäre Berechnung des Ausgangszustands durchgeführt wird. Sobald diese abgeschlossen ist, erfolgt automatisch die transiente Berechnung.
Randbedingungen
Am Tunneleinlass kann eine zeitlich variierende Randbedingung definiert werden. Wenn diese Option überprüft wird, werden die definierten stationären Profile für Geschwindigkeits- und Turbulenzgrößen gelöscht. Anschließend wird ein neues Dialogfeld geöffnet.
Die Werte der transienten Randbedingung werden an einer Reihe von Punkten an der Grenze des Tunneleinlasses definiert. Diese Punkte werden im Abschnitt "Definitionspunkte der Randbedingung" festgelegt. Sie können manuell definiert oder aus einer Punktwolke importiert werden. Eine Punktwolke kann mit der Funktion Neue Punktwolke grafisch… erstellt werden. Berücksichtigt werden nur die y- und z-Koordinaten, daher kann die x-Koordinate beliebig sein. Die Punkte müssen sich innerhalb des Tunnels befinden und dürfen nicht kollinear sein (nur in einer Linie). Am besten geeignet ist daher der Rechtecktyp der Punktwolke.
Der Zeitverlauf der ausgewählten Größe (z. B. Geschwindigkeitskomponenten) wird im Abschnitt "Zeitwerte in ausgewählten Punkten" definiert. Die angegebenen Werte sind dabei entweder für den aktuell ausgewählten Punkt oder für mehrere ausgewählte Punkte gleichzeitig gültig. Die Punkte können im ersten Abschnitt überprüft oder im letzten Abschnitt über das grafische Tool ausgewählt werden. Für das DDES-Turbulenzmodell können ausschließlich Geschwindigkeitskomponenten definiert werden. Für URANS können auch die Zeitvariablen k, Epsilon oder Omega definiert werden.
Im dritten Abschnitt wird der Zeitverlauf der ausgewählten Menge für die ausgewählten Punkte dargestellt.
Alle Punkte und Werte können auch aus der Zwischenablage eingefügt oder der gesamte BC über eine XML-Datei importiert werden (dies wird später erläutert).
Die Anfangszeit der Bedingung muss kleiner oder gleich dem Beginn der transienten Berechnung sein (0, wenn mit der transienten Berechnung begonnen wird, oder kleiner oder gleich der aktuellen Simulationszeit, wenn die transiente Berechnung fortgesetzt wird). Bei Bedarf können die Zeiten durch Klicken auf die Schaltfläche "Importieren, Exportieren und andere Funktionen..." auf 0 oder ein anderes Mal verschoben werden.
Sowohl die Punkte als auch die Werte der Übergangsbedingung können über das Menü "Importieren, Exportieren und andere Optionen" in (oder aus) einer XML-Datei importiert (oder exportiert) werden.
Wird das Zeitintervall von BC als kürzer als das Zeitintervall der Berechnung definiert, so wird der letzte Wert bis zum Ende der Berechnung beibehalten.
Berechnung der transienten Strömung und Ergebnisse
In diesem Abschnitt kann die Berechnungszeit und die optimalen Zeitschritte zum Speichern der transienten Ergebnisse festgelegt werden. Es wird die Standardeinstellung empfohlen. Erfahrene Benutzer können diese Einstellung nach eigenem Ermessen ändern. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass es zu einer deutlichen Verlangsamung der Berechnung und der anschließenden Arbeit mit dem Programm kommen kann, wenn große Datenmengen (zehn oder Hunderte GB) auf der Festplatte gespeichert werden. Dies kann durch unangemessene Einstellungen verursacht werden.
Die "Simulationszeit" ist die Echtzeit der Windströmung, die wir berechnen möchten. Der Standardwert (gegeben durch die automatische Einstellung) entspricht etwa dem Zehnfachen der Zeit, die der Wind bei einer gegebenen Einlassgeschwindigkeit benötigt, um die gesamte Länge des Tunnels zu durchqueren.
Die Startzeit zum Speichern von Ergebnissen legt fest, ab welchem Zeitpunkt vorübergehende Ergebnisse gespeichert werden sollen. Dadurch können Sie verhindern, dass Daten aus der Anfangsphase der Berechnung gespeichert werden, in der die numerische Lösung noch nicht auf die richtigen Werte konvergiert ist. Die Anzahl der Zeitschritte kann basierend auf den oben genannten Eingaben berechnet werden, nachdem ein Zeitschritt definiert wurde.
Mit einer speziellen Option für die Programme RFEM 6 bzw. RSTAB 9 zur statischen Berechnung kann festgelegt werden, welcher Zeitschritt als "Master-Zeitschritt" betrachtet wird. Standardmäßig wird die "Letzte Zeitschicht" als Master-Zeitschicht festgelegt. Dieser Wert kann jedoch entweder auf dieser Registerkarte oder über das Popup-Menü, das nach der Berechnung in der "Bearbeitungsleiste" verfügbar ist, geändert werden.
Sofern verfügbar, werden Informationen zu den vorhandenen Ergebnissen bereitgestellt, darunter die erreichte Simulationszeit und die Anzahl der berechneten Schritte (DTL).
Optionen für transiente Berechnung
Durch Klicken auf die Schaltfläche "Andere Optionen" wird ein neues Dialogfeld angezeigt:
Zeitliche Mittelung von Ergebnissen
Die vorliegenden Ergebnisse können über ein definiertes Zeitintervall direkt in OpenFOAM gemittelt werden. Das Zeitintervall kann mit dem Zeitschritt zum Speichern oder beliebig synchronisiert werden.
Andere Optionen
Die Anzeige der Ergebnisse in Zeitschritten während der Berechnung kann durch die Option "Sofortige Ergebnisse während der Berechnung anzeigen" aktiviert oder deaktiviert werden.
Mit der Option "Alle Zeitschritte nach RFEM exportieren" können Sie die Ergebnisse aller gespeicherten Zeitschritte speichern und nach RFEM transportieren.
Mit dem Kontrollkästchen "Numerisches Schema II. Ordnung verwenden" wird festgelegt, welches numerische Schema für Divergenzterme (Ströme) verwendet wird. Es ist standardmäßig nicht aktiviert, daher erfolgt die Berechnung gemäß der I. Ordnung. Wenn das Kontrollkästchen aktiviert ist, erfolgt die Berechnung hingegen gemäß der II. Ordnung.
Schließlich gibt es einen Parameter, mit dem die "Fehlertoleranz bei der Datenkomprimierung" beim Komprimieren der Daten der transienten Ergebnisse festgelegt wird: Da diese Daten sehr groß sein können, ermöglicht RWIND 3 deren Komprimierung, was jedoch zu Fehlern in einigen Zeitschichten führen kann. Diese Toleranz gibt an, um wie viel der Wert an einem bestimmten Punkt von dem aus der Berechnung ermittelten Wert maximal abweichen darf.
Die Standardtoleranz ist auf 0,1 % eingestellt, was dem Wert ε = 0.001 · (Vmax - Vmin) entspricht. Dabei sind Vmax und Vmin die Maximal- und Minimalwerte im gesamten Bereich. Wenn die Toleranz auf Null gesetzt ist, wird keine Komprimierung durchgeführt und alle Werte in allen Zeitschritten entsprechen den berechneten Werten.