Las pruebas en túnel de viento proporcionan datos experimentales valiosos (figura 01) que representan con precisión las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre una estructura. Estos datos son cruciales para:
- Validación y calibración de simulaciones: asegurando que los modelos numéricos en RFEM coincidan estrechamente con las condiciones del mundo real.
- Mejora de la precisión del diseño: proporciona información detallada sobre las presiones y fuerzas del viento, lo que conduce a diseños estructurales más precisos y eficientes.
- Garantía de seguridad: Ayudando a los ingenieros a identificar vulnerabilidades potenciales y diseñar estructuras más seguras.
Importancia del ejemplo de validación
La validación es un paso clave en cualquier proceso de simulación. Garantiza que el modelo represente con precisión las condiciones del mundo real. Al comparar los resultados de la simulación con los datos experimentales, los ingenieros pueden identificar discrepancias y refinar sus modelos, lo que lleva a predicciones más precisas.
Implantación paso a paso en RFEM
1. Recopilar y preparar datos del túnel de viento
- Configuración experimental
Realice una prueba de túnel de viento para medir las presiones del viento, las fuerzas y los patrones de flujo en un modelo a escala de la estructura. En este ejemplo, utilizamos el valor de la presión del viento de los datos experimentales para los puntos de sondeo.
Organice los datos en un formato estructurado, normalmente CSV o Excel, incluyendo los valores de la presión del viento.
2. Configuración del modelo en RFEM
Abra RFEM y cree un nuevo proyecto, luego cree la geometría del modelo experimental (figura 02).
- Defina un caso de carga para datos experimentales y active las opciones para datos de viento experimentales (figura 03), luego introduzca la coordinación de la sonda de puntos utilizando puntos de resultados de superficie adicionales (figura 04).
- Definir parámetros de simulación: Configure el tamaño del dominio, las condiciones de contorno, la densidad de la malla (figura 05), el perfil del viento y la intensidad de la turbulencia (figura 06).
3. Resultados
Hay dos métodos de interpolación disponibles en RWIND: interpolación de difusión y núcleo de interpolación gaussiana (figura 03). Solo se debe seleccionar un método para todos los palpadores (ver
artículo 1871 de la base de datos de conocimientos
). Es posible transferir datos experimentales de cargas de viento utilizando el método de interpolación para el análisis y dimensionamiento de estructuras en RFEM
El método de difusión distribuye los datos desde el punto "fuente" sobre la superficie. Es adecuado para una malla densa de puntos de medición. En el caso de estructuras delgadas abiertas, este método interpola valores solo en un lado de la placa. Es posible transferir la carga de viento experimental utilizando la técnica de movimiento para el análisis y diseño estructural.
Aquí están los resultados para la interpolación de difusión (Figura 04):
También se proporciona manualmente el cálculo de los parámetros estadísticos y el diagrama relacionado para mostrar cuánto se acercan entre sí los resultados de RWIND y experimental. Los datos de simulación de RWIND de malla simplificada muestran una correlación ligeramente mejor con los datos de presión del viento experimentales que los datos de RWIND de malla exacta (figura 5). Sin embargo, ambas mallas muestran una buena concordancia con los datos experimentales, lo que convierte a RWIND en una herramienta fiable para predecir las presiones del viento. Los altos valores estadísticos (R y R2 ) demuestran que ambos enfoques de simulación pueden replicar de manera efectiva los resultados experimentales de la presión del viento, con un rendimiento ligeramente mejor de la malla simplificada (figura 6).
Conclusión
La integración de los datos de validación en RWIND es un paso crucial para lograr predicciones precisas y confiables de flujos de viento. Al seguir un enfoque sistemático para preparar, importar y comparar datos experimentales con resultados de simulación, los ingenieros pueden refinar sus modelos y garantizar que sus diseños sean eficientes y seguros. Este proceso no solo mejora la credibilidad de las simulaciones de RWIND, sino que también contribuye al avance general de las prácticas de ingeniería estructural.
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