In RFEM und RSTAB haben Sie die Möglichkeit, sich für die Windsimulation die Strömungsfeldgrößen Druck, Geschwindigkeit, kinetische Turbulenzenergie und Turbulenzdissipationsrate visualisieren zu lassen.
Die Clippingebenen sind dabei zur jeweiligen Windrichtung ausgerichtet.
Wenn Ihnen experimentell ermittelte Flächendrücke für ein Modell zur Verfügung stehen, können diese in RFEM 6 auf ein Tragwerksmodell angesetzt, von RWIND 2 verarbeitet und als Windlasten für die statische Analyse in RFEM 6 verwendet werden.
Wie Sie die experimentell ermittelten Werte ansetzen, erfahren Sie in diesem Fachbeitrag.
Die RWIND-Ergebnisse können Sie sich direkt im Hauptprogramm anzeigen lassen. Wählen Sie im Navigator - Ergebnisse aus der oberen Liste den Ergebnistyp "Windsimulationsanalyse".
Derzeit sind folgende Ergebnisse verfügbar, die sich auf das RWIND-Berechnungsnetz beziehen:
- Flächendruck
- Cp-Koeffizient der Fläche
- Wandabstand y+ (stationäre Strömung)
Mit RWIND 2 Pro gelingt es Ihnen völlig problemlos, eine Durchlässigkeit auf eine Fläche anzuwenden. Sie benötigen lediglich die Definition
- des Darcy-Koeffizienten D,
- des Trägheitskoeffizienten I und
- der Länge des porösen Mediums in Strömungsrichtung L,
um Druckrandbedingungen zwischen der Vorder- und Rückseite einer porösen Zone zu definieren. Dank dieser Einstellung erhalten Sie eine Strömung durch diese Zone mit einer zweiteiligen Ergebnisausgabe auf beiden Seiten des Zonenbereichs.
Doch das ist noch nicht alles. Zusätzlich erkennt die Generierung des vereinfachten Modells durchlässige Zonen und berücksichtigt entsprechende Öffnungen in der Modellhaut. Sie können auf eine aufwendige geometrische Modellierung des porösen Elements gut verzichten? Verständlich – dann haben wir gute Nachrichten! Mit der reinen Definition der Durchlässigkeitsparameter können Sie genau diesen unliebsamen Prozess umgehen. Nutzen Sie dieses Feature zur Simulation von durchlässigen Gerüstplanen, Staubschutzvorhängen, Netzkonstruktionen usw. Sie werden begeistert sein!
Weitere InformationenKennen Sie schon den Editor zur Steuerung von Netzverdichtungen? Er wird Ihnen bei Ihrer Arbeit eine große Hilfe sein! Wieso? Ganz einfach – Er stellt Ihnen folgende Optionen zur Verfügung:
- Grafische Visualisierung von Bereichen mit Netzverdichtungen
- Netzverdichtung von Zonen
- Deaktivierung der standardmäßigen 3D-Volumennetzverdichtung mit Transversion in entsprechende manuelle 3D-Netzverdichtungen
Diese Optionen helfen Ihnen dabei, auch bei Modellen mit unüblichen Abmessungen eine passende Regel für die Vernetzung des Gesamtmodells zu formulieren. Nutzen Sie den Editor, um kleine Modelldetails an großen Gebäuden oder detaillierte Netzbereiche im Nachlaufbereich des Modells effizient zu definieren. Sie werden begeistert sein!
- 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.
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.
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.
Mit dem Start der Analyse in der Anwendung von RFEM bzw. RSTAB stoßen Sie einen Stapelverarbeitungsprozess an. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des Modells jeweils gedreht mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND Basic. Zudem startet er die CFD-Analyse und gibt die resultierenden Oberflächendrücke für einen ausgewählten Zeitschritt als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle von RFEM bzw. RSTAB wieder zurück.
Diese mit RWIND-Basic-Lasten versehenen Lastfälle sind berechenbar. Sie können sie außerdem mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen kombinieren.
Entdecken Sie die neuen Features in RFEM und RSTAB für die Ermittlung von Windlasten mithilfe von RWIND:
- Hilfreiche Lastassistenten zur Erzeugung von Windlastfällen mit verschiedenen Strömungsfeldern in die verschiedenen Windrichtungen
- Windlastfälle mit frei zuweisbaren Analyseeinstellungen inklusive einer benutzerdefinierten Vorgabe der Windkanalgröße und des Windprofils
- Umfassende Darstellung des Windkanals mit Eingangswindprofil und Eingangswindturbulenzintensitätsprofil
- Visualisierung und Nutzung der RWIND-Simulationsergebnisse
- Globale Festlegung eines Terrains (Horizontale Ebenen, Schiefe Ebene, Tabelle)