Das in RFEM erstellte Stab- und Flächenmodell wird an einer bestimmten Stelle untersucht, indem eine Einheitslast mit definierter Lastgröße und -richtung aufgebracht wird. Dabei wird ermittelt, in welcher Weise sich die Einheitslast an dieser Stelle auf die Schnittreaktionen auswirkt.
Diese Simulation wird grafisch durch eine Einflusslinie oder Einflussfläche ausgedrückt, die sich infolge der Lastgröße der Kraft oder des Moments am untersuchten Punkt des Modells einstellt. Diese grafische Darstellung kann für weitergehende Untersuchungen oder zur Kontrolle des Modellverhaltens verwendet werden.
RF-INFLUENCE ermittelt die Einflusslinien und -flächen von Modellen, die sowohl Stäbe als auch Flächen aufweisen.
Die Stabendgelenk-Nichtlinearität „Gerüst – N / phiy phiz“ und „Gerüstdiagramm“ erlaubt die mechanische Simulation eines gesteckten Rohrstoßes mit innerem Rohrstummel zwischen zwei Stabelementen.
Das Ersatzmodell überträgt abhängig von dem Druckzustand am Stabende das Biegemoment über das überdrückte Außenrohr und nach Formschluss zusätzlich über den inneren Rohrstummel.
In RFEM besteht die Option zur Kopplung von Flächen mit dem Steifigkeitstypen „Membran“ und „Membran-Orthotrop“ mit den Materialmodellen „Isotrop nichtlinear elastisch 2D/3D“ und „Isotrop plastisch 2D/3D“ (Zusatzmodul RF-MAT NL erforderlich).
Diese Funktionalität erlaubt die Simulation des nichtlinearen Dehnungsverhaltens von z. B. ETFE-Folien.
- 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
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.
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.
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.
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.
Das Materialmodell Orthotropes Mauerwerk 2D ist ein elastoplastisches Modell, das zusätzlich eine Materialerweichung ermöglicht, die in lokaler x- und y-Richtung einer Fläche unterschiedlich sein kann. Das Materialmodell eignet sich für (unbewehrte) Mauerwerkswände mit Beanspruchungen in Scheibenebene.
Das Programm RWIND Simulation für die Windlast-Generierung auf CFD-Basis lässt sich in verschieden Sprachen bedienen, z. B. in:
- Deutsch
- Englisch
- Tschechisch
- Spanisch
- Französisch
- Italienisch
- Polnisch
- Portugiesisch
- Russisch
Das Programm RWIND Simulation erlaubt durch den Ansatz einer modifizierten Wandrandbedingung die Berücksichtigung einer Oberflächenrauigkeit der Modelloberfläche. Das numerische Modell dahinter basiert auf der Annahme, dass auf der Modelloberfläche, ähnlich eines Schleifpapiers, homogen aneinandergereihte Körner mit einem bestimmten Durchmesser sitzen. Der Korndurchmesser wird hierbei mit dem Parameter Ks und die Verteilung mit dem Parameter Cs beschrieben. Mit Berücksichtigung der Wandrauigkeit kann die numerische Strömungssimulation die Realität näher erfassen.
Der Volumenraum in RWIND Simulation kann optional mit einem Ansatz 2. Ordnung zwischen den Zellen diskretisiert werden.
Dieser erweiterte Ansatz reagiert in der Regel trotz schlechterem Konvergenzverhalten mit genaueren Ergebnissen.
Der Vernetzungsalgorithmus von RWIND Simulation vernetzt mithilfe der Randschichtoption den Bereich nahe der Modelloberfläche mit einem voluminösen Schichtnetz. Die Anzahl der Schichten ist hier mit einem frei definierbaren Parameter gesteuert.
Diese feine Vernetzung im Bereich der Modelloberfläche hilft, die Windgeschwindigkeit nahe der Oberfläche realitätsnah abzubilden.
In RWIND Simulation besteht die Möglichkeit, das Modell in verschiedene Zonen zu unterteilen. Zum einen können den Zonen dadurch unterschiedliche Flächenrauheiten zugeordnet werden. Zum anderen besteht dadurch die Möglichkeit, lokale Ergebnisse besser auswerten zu können.
Im Vergleich zum Zusatzmodul RF-FORMFINDUNG (RFEM 5) sind im Add-On Formfindung für RFEM 6 folgende neuen Features hinzugekommen:
- Vorgabe aller formgebenden Lastrandbedingungen in einem Lastfall
- Ablage der Formfindungsergebnisse als Anfangszustand für weitere Modellanalyse
- Automatische Zuordnung des Formfindungs-Anfangszustands über Kombinationsassistenten zu allen Lastsituationen einer Bemessungssituation
- Zusätzlich formgebende Geometrierandbedingungen für Stäbe (Unbelastete Länge, Maximaler vertikaler Durchhang, Vertikaler Tiefpunktdurchhang)
- Zusätzliche formgebende Lastrandbedingungen für Stäbe (Maximale Kraft im Stab, Minimale Kraft im Stab, Horizontale Zugkomponente, Zug am Ende i, Zug am Ende j, Mindestzug am Ende i, Mindestzug am Ende j)
- Materialtyp “Gewebe” und “Folie” in Materialbibliothek
- Parallel Formfindungen in einem Modell
- Simulation von sich nacheinander aufbauenden Formfindungszuständen in Verbindung mit dem Add-On Analyse von Bauzuständen (CSA)
Im Vergleich zum Zusatzmodul RF-SOILIN (RFEM 5) sind im Add-On Geotechnische Analyse für RFEM 6 folgende neue Features hinzugekommen:
- Erzeugen des geschichteten Baugrundes als 3D-Modell aus der Gesamtheit der definierten Bodenproben
- Anerkanntes Stoffgesetz nach Mohr-Coulomb für die Bodensimulation
- Grafische und tabellarische Ausgabe der Spannungen und Dehnungen in beliebiger Tiefe des Baugrundes
- Optimale Berücksichtigung der Boden-Bauwerk-Interaktion anhand eines Gesamtmodells
Wenn Sie Modelle zum Üben oder als Inspiration für Ihre Projekte suchen, sind Sie hier richtig. Wir bieten Ihnen eine Vielzahl an Statikmodellen zum Herunterladen, bspw. RFEM-, RSTAB- oder RWIND-Dateien.
Modelle zum Herunterladen- 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)
- 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)
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.