1.1 Programm RWIND Simulation

RWIND Simulation ist ein hervorragendes Werkzeug zur Erzeugung windinduzierter Lasten auf allgemeinen Tragwerken. RWIND Simulation stellt ein eigenständiges Programm dar, das extern zur Ermittlung von Lastfällen und Windlasten für RFEM- bzw. RSTAB-Modelle verwendet wird. Was RFEM angeht, kann das Modell aus Trägern, Flächen und/oder Volumenkörpern in einer beliebigen 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 Simulation verwendet ein numerisches CFD-Modell (Numerische Strömungsmechanik), um eine strömungsmechanische Simulation der Umströmung von Objekten in einem Windkanal durchzuführen. Infolge des Simulationsprozesses werden spezifische Windlasten für RFEM oder RSTAB erzeugt.

Für die Simulation wird ein 3D-Netz finiter Volumen verwendet. RWIND Simulation führt eine automatische Vernetzung durch, während die Gesamtnetzdichte sowie die lokale Netzverdichtung in der Nähe des Modells mit nur wenigen Parametern einfach 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 Simulation ist so konzipiert, dass es mit verschiedenen numerischen Solvern funktioniert. Aktuell empfehlen wir, das OpenFOAM®-Softwarepaket zu verwenden, welches gemäß unseren Tests sehr gute Ergebnisse liefert und ein weitverbreitetes Werkzeug für CFD-Simulationen ist. Alternative Gleichungslöser sind in Entwicklung.

RWIND Simulation kann die Topologie von RFEM- bzw. RSTAB-Modellen oder aus *.stl-, *.ifc-, *.obj- und *.vtp-Dateien lesen (der 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 für die Belastung relevanten Daten können entweder in RWIND Simulation oder in RFEM/RSTAB definiert werden, wo ein separates Fenster verfügbar ist. Letztere Option wird empfohlen: Sie ermöglicht es, Lastfälle mit gleichem Winkelabstand zu erstellen und Geschwindigkeitsprofile nach bestimmten Normen anzuwenden. Auswirkungen der Turbulenz 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 sowie den Flächendruck und die Stabkräfte. Sie stellen die Ergebnisse einer stationären Analyse dar. Alle Ergebnisse werden durch Farbzuordnungen (Isoflächen) oder Isolinien auf dem Modell bzw. durch Schnittebenen innerhalb des Windkanals 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, wo sie als FE-Knotenlasten oder Stablasten aufgebracht werden. Um die aus dem Geschwindigkeitsprofil resultierenden Flächenlasten zu überprüfen, ist eine spezielle Funktion verfügbar, mit der die Lastverteilung in einer der globalen oder lokalen Richtungen angezeigt werden kann.

Die übliche Vorgehensweise zum Erstellen von Windlasten mit RWIND Simulation lautet wie folgt:

• Definieren Sie die Modelldaten in RFEM oder RSTAB.
• Öffnen Sie die Maske Windlasten simulieren und generieren in RFEM/RSTAB. Definieren Sie die Windrichtungen, um die entsprechenden Lastfälle zu erstellen und geben Sie die zu verwendenden Windlastparameter an.
• Mit der Funktion [In RWIND Simulation öffnen] können die Modelldaten eines der Lastfälle in das Programm RWIND Simulation exportiert werden.

• In RWIND Simulation 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 Simulation.
• Überprüfen Sie die Ergebnisse.
• Beenden Sie RWIND Simulation und kehren Sie zu RFEM/RSTAB zurück.
• Berechnen Sie gegebenenfalls die verbleibenden Lastfälle.
• Schließen Sie die Maske Windlasten simulieren und generieren. Stellen Sie dann den Lastfall ein, der die von RWIND Simulation erzeugten Windlasten enthält.
• Überprüfen Sie die importierten Lasten im Arbeitsfenster und in den Tabellen.
• 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 oder RSTAB kann RWIND Simulation als eigenständiges Programm für universelle CFD-Analysen verwendet werden. Importieren Sie einfach das Modell, das Sie in Ihrer CAD-Anwendung erstellt haben und führen Sie die Analyse in RWIND Simulation durch. Die Strömungsfelder, Flächendrücke, Widerstandskräfte usw. können für verschiedene Anwendungsbereiche genutzt werden, wie z.B. für die Analyse eng beieinander liegender Gebäude oder für eine windbedingte Fußgängerkomfortsimulation in einer Stadt.

Wir wünschen Ihnen eine angenehme und erfolgreiche Arbeit mit RWIND Simulation.

Ihr Dlubal Software Team