RWIND Simulation | Windsimulation (Windkanal)

Leistungsmerkmale

• 3D-inkompressible Windströmungsanalyse mit OpenFOAM^®-Softwarepaket
• Direkte Modellübernahme von RFEM bzw. RSTAB inklusive Nachbar- und Geländemodellen (3DS-, IFC-, STEP-Dateien)
• Modellaufbau über STL- oder VTP-Dateien unabhängig von RFEM oder RSTAB
• Einfache Modelländerung über Drag and Drop und grafische Anpassungshilfen
• Automatische Korrekturen der Modelltopologie mit Shrink-Wrap-Vernetzungen
• Möglichkeit, Objekte aus der Umgebung hinzuzufügen (Gebäude, Gelände, …)
• Höhenabhängige Beschreibung der Windbelastung nach Norm (Geschwindigkeit, Turbulenzintensität)
• K-Epsilon- und K-Omega-Turbulenzmodelle
• Automatische Vernetzung angepasst an die gewählte Detailtiefe
• Parallele Berechnung mit optimaler Ausnutzung der Leistungsfähigkeit von Multicore-Rechnern
• Ergebnisse in wenigen Minuten für Simulationen mit geringer Auflösung (bis zu 1 Million Zellen)
• Ergebnisse in wenigen Stunden für Simulationen mit mittlerer/hoher Auflösung (1-10 Millionen Zellen)
• Graphische Darstellung von Ergebnissen auf Clipper-/Slicer-Ebenen (Skalar- und Vektorfelder)
• Graphische Darstellung von Stromlinien
• Stromlinienanimation (optionale Videoerstellung)
• Definition von Punkt- und Linienproben
• Ausgabe der aerodynamischen Druckbeiwerte
• Grafische Darstellung der Turbulenzeigenschaften im Windfeld
• Optionale Vernetzung mittels der Randschichtoption für den Bereich nahe der Modelloberfläche
• Berücksichtigung von rauen Modelloberflächen möglich
• Optionale Verwendung eines numerisches Schemas 2. Ordnung
• Mehrsprachige Programmbedienung möglich (z. B. in Deutsch, Englisch, Spanisch, Französisch)
• Dokumentation im Ausdruckprotokoll von RFEM und RSTAB möglich

Eingabe

Verlassen Sie sich auch in windigen Angelegenheiten ganz auf die Programme von Dlubal. Für die Modellierung der Körper in RWIND 2 steht Ihnen in RFEM und RSTAB eine spezielle Schnittstellenanwendung zur Verfügung. Dort werden die zu analysierenden Windrichtungen für Ihr Projekte über bezogene Winkelstellungen um die vertikale Modellachse definiert. Zusätzlich wird das höhenabhängige Wind- und Turbulenzintensitätsprofil auf Basis einer Windnorm festgelegt. Aus diesen Angaben ergeben sich je nach Winkelstellung eigene Lastfälle. Dabei werden Fluidparameter, Turbulenzmodelleigenschaften und Iterationsparameter, die alle global hinterlegt sind, zur Hilfe genommen. Sie können diese Lastfälle durch die partielle Editierung in der Umgebung von RWIND 2 mit Gelände- oder Umgebungsmodellen aus STL-Vektorgrafiken erweitern.

Alternativ ist es Ihnen auch problemlos möglich, RWIND 2 manuell und ohne die Schnittstellenanwendung in RFEM oder RSTAB zu betreiben. In diesem Fall werden die Körper und die Geländeumgebung im Programm direkt aus importierten STL- und VTP-Dateien modelliert. Sie können die höhenabhängige Windbelastung und weitere strömungsmechanische Daten in RWIND 2 direkt definieren.

Durch seine vielseitige Anwendbarkeit steht Ihnen RWIND 2 bei Ihren individuellen Projekten stets hilfreich zur Seite.

Berechnung

Arbeiten Sie an Ihren Modellen mit effizienten und präzisen Berechnungen im digitalen Windkanal. RWIND 2 verwendet zur Simulation von Windströmungen um Objekte ein numerisches CFD-Modell (Computational Fluid Dynamics). Aus dem Simulationsprozess werden spezifische Windlasten für RFEM oder RSTAB erzeugt.

Diese Simulation führt RWIND 2 mithilfe eines 3D-Volumennetzes durch. Das Programm sorgt für eine automatische Vernetzung, wobei Sie die gesamte Netzdichte und die lokale Netzverdichtung am Modell ganz einfach mit wenigen Parametern einstellen können. Für die Berechnung der Windströme und der Flächendrücke am Modell wird ein numerischer Solver für inkompressible turbulente Ströme verwendet. Die Ergebnisse werden dann an Ihrem Modell extrapoliert. RWIND 2 ist so konzipiert, dass es mit verschiedenen numerischen Solvern funktioniert.

Aktuell empfehlen wir Ihnen, das OpenFOAM^®-Softwarepaket zu verwenden, welches in unseren Tests sehr gute Ergebnisse liefert und zudem ein weitverbreitetes Tool für CFD-Simulationen ist. Alternative numerische Solver sind in Entwicklung.

Ausgabe

Behalten Sie Ihre Ergebnisse immer im Blick. Neben den entstehenden Lastfällen in RFEM oder RSTAB (siehe nächster Abschnitt) stellen die Resultate aus der Aerodynamikbetrachtung in RWIND 2 das Strömungsproblem als Ganzes dar:

• Druck auf Körperoberfläche
• Druckfeld um Körpergeometrie
• Geschwindigkeitsfeld um Körpergeometrie
• Geschwindigkeitsvektoren um Körpergeometrie
• Stromlinien um Körpergeometrie
• Kräfte auf stabförmige Körper, die ursprünglich aus Stabelementen generiert wurden
• Konvergenzdiagramm
• Richtung und Größe des Strömungswiderstands der definierten Körper

Diese Ergebnisse werden in der Umgebung von RWIND 2 dargestellt und grafisch ausgewertet. Die Strömungsergebnisse um die Körpergeometrie in der Gesamtdarstellung sind eher unübersichtlich, wofür das Programm jedoch eine Lösung bereithält. Um Ihnen anschauliche Resultate zu präsentieren, werden hier zur Analyse frei verschiebbare Schnittebenen für die separate Darstellung der 'Volumenergebnisse' in einer Ebene ausgegeben. Entsprechend präsentiert das Programm Ihnen bei dem 3D-verzweigten Stromlinienergebnis neben einer statischen auch eine animierte Darstellung in Form von bewegten Linien oder Partikeln. Diese Option hilft, die Windströmung als dynamische Wirkung darzustellen. Sie können sämtliche Ergebnisse als Bild oder speziell für die animierten Ergebnisse als Video exportieren.

Übergabe der Windlasten an RFEM bzw. RSTAB

Lassen Sie Ihr Modell präzise und schnell programmübergreifend analysieren sowie berechnen. Sobald Sie die Analyse in den Schnittstellenprogrammen starten, läuft ein Stapelverarbeitungsprozess ab. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des RFEM- oder RSTAB-Modells jeweils gedreht und mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND 2. Dort wird das Modell analysiert und die resultierenden Oberflächendrücke werden als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle bei RFEM bzw. RSTAB zurückgebracht.
Sie können diese mit RWIND-Lasten versehenen Lastfälle berechnen und einfach mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen zusammenführen.