RWIND 2 | Windsimulation (Windkanal)

Leistungsmerkmale RWIND Basic

• Berechnung von stationären inkompressiblen turbulenten Windströmungen unter Verwendung des SimpleFOAM-Lösers aus dem OpenFOAM^®-Softwarepaket
• Numerisches Schema nach 1. und 2. Ordnung
• Turbulenzmodelle RAS k-ω und RAS k-ε 
• Berücksichtigung von Oberflächen-Rauigkeiten abhängig von Modellzonen
• Modellaufbau über VTP-, STL-, OBJ- und IFC-Dateien
• Bedienung über bidirektionale Schnittstelle von RFEM bzw. RSTAB zum Import von Modellgeometrien mit normbasierten Windbelastungen und Export von Windbelastungslastfällen mit probenbasierten Ausdruckprotokolltabellen
• Intuitive Modelländerung über Drag & Drop und grafische Anpassungshilfen
• Generierung einer Shrink-Wrap-Netzhülle um die Modellgeometrie
• Berücksichtigung von Umgebungsobjekten (Gebäude, Gelände, etc.)
• Höhenabhängige Beschreibung der Windbelastung (Windgeschwindigkeit und Turbulenzintensität)
• Automatische Vernetzung abhängig von einer gewählten Detailtiefe
• Berücksichtigung von Schichtnetzen nahe der Modelloberflächen
• Parallelisierte Berechnung mit optimaler Ausnutzung aller Prozessorkerne eines Computers
• Grafische Ausgabe der Flächenergebnisse auf den Modelloberflächen (Flächendruck, Cp-Koeffizienten)
• Grafische Ausgabe der Strömungsfeld- und Vektorergebnisse (Druckfeld, Geschwindigkeitsfeld, Turbulenz – k-ω-Feld, und Turbulenz – k-ε-Feld, Geschwindigkeitsvektoren) auf Clipper-/Slicer-Ebenen
• Darstellung der 3D-Windströmung über animierbare Stromliniengrafiken
• Definition von Punkt- und Linienproben
• Mehrsprachige Programmbedienung (Deutsch, Englisch, Tschechisch, Spanisch, Französisch, Italienisch, Polnisch, Portugiesisch, Russisch und Chinesisch)
• Berechnungen von mehreren Modellen in einem Stapelverarbeitungsprozess
• Generator zur Erstellung von gedrehten Modellen für die Simulation von unterschiedlichen Windrichtungen
• Optionale Unterbrechung und Fortsetzung der Berechnung
• Individuelles Farbpanel je Ergebnisgrafik
• Diagrammdarstellung mit separater Ausgabe der Ergebnisse auf beiden Seiten einer Fläche
• Ausgabe des dimensionslosen Wandabstands y+ in den Netz-Inspektor-Details für das vereinfachte Modellnetz
• Ermittlung der Schubspannung auf der Modelloberfläche aus der Strömung um das Modell
• Berechnung mit einem alternativen Konvergenzkriterium (Sie können in den Simulationsparametern zwischen den Residual-Typen Druck oder Strömungswiderstand wählen)

Leistungsmerkmale RWIND Pro

• Berechnung von transienten inkompressiblen turbulenten Windströmungen mit dem Gleichungslöser BlueDyMSolver
• LES-SpalartAllmarasDDES-Turbulenzmodell
• Berücksichtigung der stationären Lösung als Anfangszustand für die transiente Berechnung
• Automatische Ermittlung des Analysezeitraums und der Zeitschritte
• Nutzung der Zwischenergebnisse während der Berechnung
• Organisierte Darstellung der zeitlich veränderlichen Ergebnisse über Zeitschritteinheiten
• Diagramdarstellung der Strömungswiderstandskraft und Punktprobenergebnisse über die Analysezeit
• Darstellung der Linienprobenergebnisse für beliebige Zeitschritte in einem Diagramm
• Frei einstellbare Winddurchlässigkeit für Flächen (zum Produkt-Feature)

Eingabe

Um die Körper in RWIND Basic zu modellieren, finden Sie in RFEM bzw. RSTAB eine spezielle Anwendung. Darin definieren Sie die zu analysierenden Windrichtungen über bezogene Winkelstellungen um die vertikale Modellachse. Gleichzeitig legen Sie das höhenabhängige Wind- und Turbulenzintensitätsprofil auf Basis einer Windnorm fest. Zusätzlich zu diesen Angaben ziehen Sie hinterlegte Berechnungsparameter hinzu, um für eine stationäre Berechnung je Winkelstellung eigene Lastfälle zu ermitteln.

Alternativ können Sie das Programm RWIND Basic auch manuell, ohne die Schnittstellenanwendung in RFEM bzw. RSTAB, verwenden. In diesem Fall modelliert RWIND Basic die Körper und die Geländeumgebung direkt aus importierten VTP-, STL-, OBJ- und IFC -Dateien. Die höhenabhängige Windbelastung und weitere strömungsmechanischen Daten können Sie in RWIND Basic direkt definieren.

Berechnung

Bei RWIND Basic kommt ein numerisches CFD-Modell (Computational Fluid Dynamics) zum Einsatz, um mithilfe eines digitalen Windkanals Windströme um Ihre Objekte zu simulieren. Der Simulationsprozess ermittelt aus dem Strömungsergebnis um das Modell die spezifischen Windlasten, welche auf Ihre modellierten Strukturoberflächen einwirken.

Für die Simulation selbst ist ein 3D-Volumennetz verantwortlich. RWIND Basic führt dafür eine automatische Vernetzung auf Basis von frei definierbaren Steuerparametern durch. Für die Berechnung der Windströme stehen Ihnen in RWIND Basic ein stationärer und in RWIND Pro ein transienter Löser für inkompressible turbulente Strömungen zur Verfügung. Aus den Strömungsergebnissen werden je Zeitschritt resultierende Oberflächendrücke auf das Modell extrapoliert.

Ausgabe

Durch die Lösung des numerischen Strömungsproblems können Sie folgende Ergebnisse auf dem Modell und um das Modell herum erhalten:

• Druck auf Körperoberfläche
• Cp-Koeffizient-Verteilung auf der Körperoberflächen
• Druckfeld um die Körpergeometrie
• Geschwindigkeitsfeld um die Körpergeometrie
• Turbulenz-k-ω-Feld um die Körpergeometrie
• Turbulenz-k-ε-Feld um die Körpergeometrie
• Geschwindigkeitsvektoren um die Körpergeometrie
• Stromlinien um die Körpergeometrie
• Kräfte auf stabförmige Körper, die ursprünglich aus Stabelementen generiert wurden
• Konvergenzdiagramm
• Richtung und Größe des Strömungswiderstands der definierten Körper

Trotz dieser vielen Informationen bleibt RWIND 2 Dlubal-typisch übersichtlich. Sie können sich für eine grafische Auswertung frei festlegbare Zonen definieren. Voluminös dargestellte Strömungsergebnisse um die Körpergeometrie fallen meistens unübersichtlich aus – Das Problem kennen Sie sicher bereits. Daher stellt Ihnen RWIND Basic zur Analyse frei verschiebbare Schnittebenen zur separaten Darstellung der "Volumenergebnisse" in einer Ebene zur Verfügung. Für das 3D-verzweigte Stromlinienergebnis haben Sie die Wahl zwischen einer ruhenden und einer animierten Darstellung in Form von bewegten Linienstücken oder Partikeln. Diese Option hilft Ihnen dabei, die Windströmung als dynamische Wirkung darzustellen.

Sämtliche Ergebnisse können Sie als Bild oder speziell für die animierten Ergebnisse als Video exportieren.