RWIND Simulation (túnel de viento)
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Una solución de software competa
"RFEM es un programa muy intuitivo que nos permite diseñar rápidamente estructuras de acero, hormigón y madera, bien sean simples o complejas.
El soporte técnico es muy rápido en la respuesta y profesional."
Julien Charton
19. junio 2018
Generación de cargas de viento en base a la dinámica de fluidos computacional (CFD) para cualquier tipo de estructura
RWIND Simulation es un programa para simulaciones numéricas de flujos de viento alrededor de edificios u otros objetos y para la generación de cargas de viento, por ejemplo, los esfuerzos que actúan en estos objetos.
Este programa ha sido desarrollado en colaboración con PC-Progress y CFD Support, y puede ser utilizado como una aplicación independiente o como un complemento de los programas RFEM/RSTAB para el análisis estático y dinámico.
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Características
- Análisis de flujo de viento 3D incompresible con solucionadores de OpenFoam
- Importación directa del modelo de archivos RFEM/RSTAB o STL
- Simples cambios en el modelo utilizando arrastrar y soltar y ayudas de ajuste gráficas
- Correcciones automáticas de la topología del modelo con interconexiones retráctiles
- Opción para agregar objetos del entorno (edificios, terrenos, ...)
- Perfiles de velocidad dependientes de la altura según la norma
- Modelos de turbulencia K-epsilon y K-omega
- Mallado automático ajustado a la profundidad de detalle seleccionada
- Cálculo en paralelo con una utilización óptima del rendimiento de las computadoras multinúcleo
- Resultados en solo minutos para simulaciones de baja resolución (hasta 1 millón de celdas)
- Resultados en unas pocas horas para simulaciones con resolución media/alta (1-10 millones de células)
- Representación gráfica de los resultados en los planos Clipper/Slicer (campos escalares y vectoriales)
- Representación gráfica de líneas de corriente y animación optimizada
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Entrada de datos
RFEM/RSTAB tienen una interfaz de intercambio de datos especial para exportar modelos (p. ej. 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 alrededor del eje vertical del modelo, definiéndose el perfil de viento dependiente de la altura según 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.
Como alternativa, también puede ejecutar el programa RWIND Simulation manualmente sin la aplicación de la interfaz en RFEM/RSTAB. En este caso, el entorno de las estructuras y del terreno en RWIND Simulation están modeladas directamente mediante la importación de un gráfico de vectores desde un archivo STL. El perfil de viento dependiente de la altura y otros datos mecánicos del fluido pueden definirse directamente en RWIND Simulation.
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Cálculo
El programa RWIND Simulation simula las estructuras definidas y su entorno en un túnel de viento numérico con base en un perfil de viento que es variable según la altura.
Para ello, se define en el espacio 3D de RWIND Simulation una zona rectangular de túnel de viento definible libremente con una zona de entrada y una zona de salida alrededor de las estructuras definidas. El perfil de viento dependiente de la altura se aplica en el área de entrada.
Para discretizar la superficie rígida de la estructura, el programa generalmente aplica una malla de "envoltura retráctil" a las estructuras. Esta malla actúa como una piel "hermética" y garantiza que la aerodinámica de las estructuras no se vea afectada por ningún hueco de cambio de flujo en el modelo original. Las ecuaciones de conservación para determinar el flujo de viento 3D alrededor de las estructuras se discretizan mediante una malla sólida adaptable que se vuelve cada vez más pequeña para las estructuras. Sobre la base de este mallado, el programa resuelve el problema de flujo definido para la orientación del túnel de viento dada por el método de los volúmenes finitos (FVM) con el núcleo de cálculo libre de OpenFOAM.
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Resultados
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 simulación RWIND se pueden calcular y combinar con otras cargas en combinaciones de cargas y 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 flujo 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.
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