RWIND Simulation | Simulación de viento (túnel de viento)

Características

• Análisis en 3D de flujos de viento incompresible con el paquete de software OpenFOAM^®
• Importación directa del modelo desde RFEM o RSTAB incluyendo del entorno y del terreno (archivos 3DS, IFC, STEP)
• Diseño del modelo mediante archivos STL o VTP independientes de RFEM o RSTAB
• Cambios sencillos del modelo usando arrastrar y soltar y asistencia gráfica de ajuste
• Correcciones automáticas de la topología del modelo con redes de mallas de retracción
• Opción para agregar objetos del entorno (edificios, terreno...)
• Carga de viento determinada sobre la altura del edificio, dependiendo de los parámetros específicos de la norma (velocidad, intensidad de turbulencia)
• Modelos de turbulencia K-épsilon y K-omega
• Generación automática de la malla ajustada a la profundidad de detalle seleccionada
• Cálculo en paralelo con utilización óptima de la capacidad de los equipos multinúcleo
• Resultados para simulaciones de baja resolución (hasta 1 millón de celdas) en tan solo minuto
• Resultados en unas pocas horas para simulaciones con resolución media-alta (1-10 millones de celdas)
• Representación gráfica de los resultados en los planos de recorte "Clipper/Slicer" (campos escalares y vectoriales)
• Muestra gráfica de las líneas de corriente
• Animación de la líneas de corriente (creación de vídeo opcional)
• Definición de sondeos de puntos y líneas
• Visualización de los coeficientes de presión aerodinámica
• Representación gráfica de las propiedades de la turbulencia en el campo de viento
• Mallado opcional usando la opción de una capa límite para el área cerca de la superficie del modelo
• Es posible la consideración de la rugosidad de las superficies del modelo
• Uso opcional de un esquema numérico de segundo orden
• Interfaz de usuario multilingüe (por ejemplo, español, inglés, francés, alemán...)
• La documentación es posible en el informe de RFEM y RSTAB

Entrada de datos

RFEM y RSTAB tienen una interfaz especial para exportar modelos (esto es, estructuras definidas por barras y superficies) a RWIND Simulation. En esta interfaz, las direcciones del viento a analizar se definen por medio de posiciones angulares relacionadas sobre el eje vertical del modelo, y el perfil de intensidad del viento y la turbulencia dependientes de la altura se definen basándose en una norma de viento. Basándose en estas especificaciones, puede crear sus propios casos de carga para cada ajuste de ángulo utilizando los parámetros del fluido, las propiedades del modelo de turbulencia y los parámetros de iteración que se hayan guardado globalmente. Estos casos de carga se pueden ampliar a partir de gráficos de vectores STL mediante la edición parcial en el entorno de RWIND Simulation utilizando modelos de terreno o de entorno.

El programa RWIND Simulation se puede ejecutar también manualmente sin la interfaz en RFEM y RSTAB. En este caso, las estructuras y el entorno del terreno en RWIND Simulation están modeladas directamente mediante la importación de archivos STL y VTP. La carga de viento dependiente de la altura y otros datos de la mecánica de fluidos pueden ser definidos directamente en RWIND Simulation.

Cálculo

RWIND Simulation usa un modelo de CFD numérico (Dinámica de fluidos computacional) para representar flujos de viento alrededor de los edificios usando un túnel de viento digital. Se generan cargas de viento específicas del proceso de simulación para RFEM o RSTAB.

Para la simulación se usa una malla sólida en 3D. RWIND Simulation representa un mallado automático donde es posible establecer la densidad de la malla completa y el refinamiento local de la malla en el modelo muy fácilmente con unos pocos parámetros. Se usa un solucionador numérico para flujos turbulentos incompresibles para calcular los flujos de viento y las presiones superficiales en el modelo. Los resultados luego se extrapolan en el modelo. RWIND Simulation ha sido diseñado de tal manera que funciona con diferentes solucionadores numéricos.

Actualmente recomendamos utilizar el paquete de software OpenFOAM^®, que ha ofrecido muy buenos resultados en nuestras pruebas y también es una herramienta ampliamente utilizada para las simulaciones de CFD. Se están desarrollando solucionadores numéricos alternativos.

Resultados

Además de estos casos de carga resultantes en RFEM/RSTAB, se obtienen más resultados del análisis aerodinámico en RWIND Simulation que muestran el problema del flujo en conjunto:

• Presión en la superficie de la estructura
• Campo de presiones alrededor de la geometría de la estructura
• Campo de velocidades alrededor de la geometría de la estructura
• Vectores de velocidad alrededor de la geometría de la estructura
• Líneas de corriente alrededor de la geometría de la estructura
• Esfuerzos en las estructuras con forma de barras que se generaron originalmente a partir de los elementos de barra
• Diagrama de convergencia
• Dirección y magnitud de la resistencia aerodinámica de las estructuras definidas

Estos resultados se muestran en el entorno de RWIND Simulation y se evalúan gráficamente. Como los resultados del flujo alrededor de la geometría de la estructura son confusos en la visualización general, puede ver los planos de sección movibles libremente para una visualización por separado de los "resultados sólidos" en un plano. Por consiguiente, en el resultado de las líneas de corriente ramificadas en 3D, se muestra una representación animada en forma de líneas o partículas en movimiento además de una representación estructural. Esta opción ayuda a representar el flujo de viento como un efecto dinámico.

Todos los resultados se pueden exportar como una imagen o, especialmente para los resultados animados, como un video.

Transferencia de cargas de viento a RFEM o RSTAB

Cuando inicia el análisis en el programa de la interfaz, se inicia un proceso por lotes que pone todas las barras, superficies y sólidos del modelo de RFEM/RSTAB giradas con todos los factores relevantes en el túnel de viento numérico de RWIND Simulation, analiza el modelo y devuelve las presiones resultantes en las superficies como cargas en nudos de elementos finitos (EF) o como cargas en barras en los casos de carga respectivos de RFEM/RSTAB.

Estos casos de carga proporcionados con cargas de RWIND Simulation se pueden calcular y combinar con otras cargas en combinaciones de cargas y resultados.