Tant RFEM que RSTAB disposent d'une interface pour exporter des modèles vers RWIND où le vent (en termes de vitesse et de turbulence) peut être défini sous forme tabulaire ou, encore plus pratiquement, sur la base d'une spécification de norme de vent.
Lorsque le programme RWIND est exécuté manuellement, aucune interface dans RFEM ou RSTAB n'est requise et vous pouvez définir directement dans RWIND la charge de vent dépendant de la hauteur ainsi que d'autres données fluidomécaniques. De plus, vous pouvez modéliser directement les structures et l'environnement du terrain en important des fichiers VTP, STL, OBJ et IFC.
Cet article démontrera la génération de charges de vent dans RWIND 2 en complément de RFEM 6 pour une analyse et un dimensionnement structuraux complets.
Exemple Pratique
La structure utilisée dans cet exemple est un toit de stade composé de membranes, comme illustré dans l'Image 1. Étant donné que la structure a déjà été modélisée dans RFEM 6 et que des cas de charge pour les charges permanentes, de précontrainte et imposées ont été définis, un cas de charge distinct pour l'application de la charge de vent doit être créé.
Il est important de souligner que si la recherche de forme est envisagée, la forme associée doit être prise comme état initial dans l'analyse du vent. Ce faisant, vous évitez les géométries de surface incorrectes dans la soufflerie.
Tout d'abord, il est important de s'assurer que la Simulation du Vent en tant qu'extension de solution spéciale est activée dans les Données de Base du modèle (Image 2). Cela vous permettra de sélectionner Simulation du Vent comme type d'analyse pour le cas de charge de vent, comme dans l'Image 3.
Deux nouveaux registres sont maintenant disponibles. Dans Simulation du Vent (Image 4), vous pouvez utiliser le modèle pour la simulation du vent dans une soufflerie numérique où le support de vent est défini sur la base des paramètres d'analyse de la simulation du vent, la direction du vent autour de l'axe Z (dans le sens horaire), l'écartement du terrain, et le profil de vent lui-même. En fait, vous pouvez utiliser un profil de vent selon la norme préférée, ou vous pouvez le définir vous-même, comme dans l'Image 5.
Pour définir les paramètres d'analyse de la simulation du vent, vous pouvez sélectionner l'icône « Créer de nouveaux paramètres de simulation du vent » comme indiqué dans l'Image 4 et insérer des paramètres d'écoulement, des paramètres de calcul et d'autres options (Image 6).
Les dimensions de la soufflerie sont automatiquement définies selon la norme sélectionnée. Elles sont affichées dans l'onglet Soufflerie, comme montré dans l'Image 7.
Étant donné que vous avez défini les données d'entrée en termes de paramètres de simulation du vent et de soufflerie, vous pouvez maintenant commencer à calculer la charge de vent. C'est un processus en deux étapes qui est discuté dans le paragraphe suivant.
Tout d'abord, en arrière-plan, un processus par lots démarre qui place le modèle dans la soufflerie numérique de RWIND. Ensuite, une analyse CFD est initiée et une fois la simulation terminée, les pressions de surface résultantes pour un pas de temps sélectionné sont retournées dans les cas de charge respectifs de RFEM ou RSTAB sous forme de charges nodales maillées EF ou de charges de barre.
Vous pouvez également initialiser uniquement la simulation du vent en utilisant l'icône « Calculer la Simulation du Vent » montrée dans l'Image 4.
Calcul et Résultats
Comme mentionné précédemment, RWIND utilise un modèle CFD numérique pour simuler les flux de vent autour d'objets en utilisant une soufflerie numérique. Le processus de simulation est basé sur un maillage de volume 3D et il détermine des charges de vent spécifiques sur les surfaces du modèle à partir du résultat d'écoulement autour du modèle.
Vous pouvez calculer les flux de vent en utilisant le package de programme basique (RWIND Basic) ou pro (RWIND Pro). Le premier offre un solveur stationnaire, tandis que le second offre à la fois le solveur stationnaire et transitoire. Le package de programme basique utilise les modèles de turbulence RAS k-ω et RAS k-ε, tandis que le modèle de turbulence LES SpalartAllmarasDDES est une caractéristique du package pro (RWIND Pro).
Ainsi, le programme simule le flux de vent en déterminant le champ de pression, le champ de vitesse et le champ de turbulence autour de la géométrie structurelle, ainsi que les vecteurs de vitesse et les lignes de courant autour de la géométrie structurelle. La pression de surface et les coefficients de surface Cp sont également calculés (Image 8).
Vous pouvez afficher les résultats mentionnés ci-dessus pour des zones définissables librement de manière graphique (comme des images et des vidéos). Pour une meilleure évaluation, RWIND fournit des plans trancheurs mobiles librement pour l'affichage séparé des "résultats solides" dans un plan (Images 9, 10, et 11).
L'affichage animé sous la forme de segments de ligne mobiles ou de particules pour le résultat de ligne de courant ramifiée 3D est également possible, permettant ainsi une représentation du flux de vent comme un effet dynamique. De plus, vous pouvez exporter les résultats comme une image ou une vidéo (en particulier pour les résultats animés).
Une fois l'analyse CFD effectuée, les pressions de surface résultantes pour un pas de temps sélectionné sont automatiquement transférées dans les cas de charge respectifs de RFEM (ou RSTAB) sous forme de charges nodales maillées EF ou de charges de barre. Ainsi, le calcul de ces cas de charge est effectué et il en résulte des forces internes, des déformations, des contraintes, et ainsi de suite, comme montré dans l'Image 12.
De cette manière, les cas de charge contenant la distribution de charge de vent générée avec RWIND peuvent être combinés avec d'autres charges dans des combinaisons de charges et de résultats, et peuvent être utilisés pour une analyse et un dimensionnement supplémentaires.
