Windkanalversuche liefern wertvolle experimentelle Daten (Bild 1). Sie zeigen genau die aerodynamischen Kräfte, die auf eine Struktur einwirken. Diese Daten sind wichtig für:
- Validierung und Kalibrierung von Simulationen: Sicherstellung, dass die numerischen Modelle in RFEM oder RWIND den realen Bedingungen genau entsprechen.
- Verbesserung der Bemessungsgenauigkeit: Detaillierte Einblicke in Winddrücke und -kräfte, die zu genaueren und effizienteren Tragwerksbemessungen führen.
- Gewährleistung der Sicherheit: Unterstützung der Ingenieure bei der Identifizierung potenzieller Schwachstellen und bei der Bemessung sichererer Konstruktionen.
Bedeutung des Validierungsbeispiels
Die Validierung ist ein wichtiger Schritt in jedem Simulationsprozess. Sie stellt sicher, dass das Modell die realen Bedingungen genau wiedergibt. Durch den Vergleich von Simulationsergebnissen mit experimentellen Daten können Ingenieure Diskrepanzen erkennen und ihre Modelle verfeinern, was zu genaueren Vorhersagen führt.
Schrittweise Implementierung in RFEM
1. Erfassung und Aufbereitung von Windkanaldaten
- Versuchsaufbau
Durchführung von Windkanalversuchen zur Messung von Winddrücken, Kräften und Strömungsmustern an einem maßstabsgetreuen Modell der Struktur. In diesem Beispiel wurden die Winddruckwerte der experimentellen Daten als Messpunkte verwendet.
- Daten formatieren
Daten in einem strukturierten Format, normalerweise CSV oder Excel, einschließlich der Winddruckwerte.
22. Aufbau des Versuchsmodells in RFEM
- Neues Projekt erstellen:
In RFEM wird ein neues Projekt angelegt und die Geometrie des Versuchsmodells aufgebaut (Bild 2).
- Definieren Sie einen Lastfall für experimentelle Daten und aktivieren Sie die Optionen für experimentelle Winddaten (Bild 3), dann führen Sie eine Koordinierung der Probepunkte unter Verwendung zusätzlicher Ergebnispunkte der Fläche durch (Bild 4).
- Definition der Simulationsparameter: Festlegung der Bereichsgröße, der Randbedingungen, der Netzdichte ( Bild 5), des Windprofils und der Turbulenzintensität ( Bild 6).
3. Ergebnisse
Nach der Simulation ist die durch die CFD-Simulation in RWIND ermittelte Winddruckkontur zu sehen. Sie kann auch für jeden einzelnen Probepunkt berechnet werden (Bild 7). Darüber hinaus ist es möglich, sowohl die experimentellen als auch die numerischen Winddruckwerte für die statische Berechnung und Bemessung zu verwenden.
Fazit
Die Integration von validierten Windkanaldaten in RFEM ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer genauen und zuverlässigen Vorhersage der Windströmungen. Durch die systematische Aufbereitung, den Import und den Vergleich von experimentellen Daten mit Simulationsergebnissen können Ingenieure ihre Modelle verfeinern und sicherstellen, dass ihre Bemessungen sowohl effizient als auch sicher sind. Dadurch wird nicht nur die Glaubwürdigkeit von RFEM erhöht, sondern auch ein Beitrag zum allgemeinen Fortschritt im Bauingenieurwesen geleistet.
