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12. Juli 2024

Flächengrößen

Die Ergebnisse, die auf die Flächen des Modells bezogen sind, werden als "Flächengrößen" angezeigt. Dazu gehören der Flächendruck, die Ergebnisse zum Cp -Koeffizienten und die Flächenschubspannung τ. Die Art der Ergebnisse kann über das Symbol eingestellt werden Symbol für "Druckergebnisse" , Symbol für Cp-Koeffizient , oder Flächenschubspannung Schaltfläche im Panelbereich "Ergebnisse - Flächengrößen".

Standardmäßig wird der Druck aus Wind, der auf die Flächen einwirkt, als "Farbtabelle" angezeigt: Auf jeder Fläche wird jedem Punkt ein Druckwert zugeordnet. Die Farbzuweisung klassifiziert die Stellen innerhalb von Flächen, die bestimmte Druckgrößen aufweisen. Im Panel werden die Farben und jeweiligen Werte dargestellt.

Der Druck wirkt senkrecht auf die Flächen und zeigt Ihnen so den Widerstand (positive Beträge) und den Auftrieb (negative Beträge).

Wenn Sie im Panel oder Navigator die Option "Widerstandskräfte anzeigen" aktivieren, können Sie die resultierende Kraft der Windlast, die auf das Modell und seinen Standort einwirkt, überprüfen.

Bei Bedarf können Sie die Farben und zugewiesenen Werte ändern (siehe Kapitel Farbtabelle).

Wird im Panel oder Navigator die Option "Ergebnisse im Finite-Volumen-Netz" aktiviert, werden die Ergebnisse für den Flächendruck auf dem Netz der finiten Volumen angezeigt, das zur Berechnung verwendet wurde. So kann überprüft werden, wie beispielsweise Öffnungen oder Anschlüsse von Trägern in der Simulation behandelt werden.

Cp-Koeffizient der Fläche

Aus diesen Werten ergeben sich die Druckbeiwerte, die das Verhältnis zwischen statischem Druck und Staudruck darstellen.

Der Beiwert Cp eignet sich, um den Druck als dimensionslose Größe darzustellen, die die relativen Drücke im gesamten Strömungsfeld beschreibt. Die Formel dafür lautet

Dabei wird die Anströmgeschwindigkeit v als ein am oberen Rand des Modells auftretender Wert angenommen. Es ist sehr hilfreich, Druck als dimensionslose Größe darzustellen. Mehr unter Wikipedia.

Flächenschubspannung

Diese Ergebnisse sind nur für die Simulation stetige Strömung verfügbar und müssen in aktiviert werden | Advanced |Erweitert#können Sie vor der Berechnung die Optionen 'Erweitert' auswählen.

In Flüssigkeiten wirken Querkräfte anders als in Festkörpern, wo der Widerstand gegen eine Schubverformung von der Verformung selbst abhängt. Der Widerstand gegen die Wirkung von Scherkräften in einer Flüssigkeit stellt sich nur ein, wenn sich die Flüssigkeit in Bewegung befindet. Die Schubspannung τω ist eine Funktion des Gradienten der Schubrate ∂u/∂y und der dynamischen Viskosität, welche die Eigenschaft des Fluids ist, dem Wachstum der Schubdehnung zu widerstehen. Die Form des Zusammenhangs zwischen Schubspannung und Dehnungsrate (Schubratengradient) ist abhängig vom Fluid, bei einer Newtonschen Flüssigkeit ist die Schubspannung eine zur Dehnungsrate proportionale Spannung:

In der allgemeinen Form des Newton'-Gesetzes, dass die Schubspannung proportional zum Gradienten der Strömungsgeschwindigkeit ist (Tensor II. Ordnung), hat die Gleichung die Form:

Mehr zur Flächenschubspannung und deren Umsetzung in RWIND 3 finden Sie hier OpenFoam.

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