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23.02.2024

Simulation des flux d'air et des flux transitoires dans RWIND

Quelle est la méthode CFD la plus précise pour la simulation du vent des garde-corps ?


Réponse:

Le choix entre la simulation de l'état stable (en utilisant RWIND Basic) ou la simulation transitoire (en utilisant RWIND Pro) dépend des exigences spécifiques de l'analyse du vent, du niveau de précision nécessaire et des ressources de calcul disponibles. Les simulations des états stables conviennent pour les analyses plus simples des invariables dans le temps, tandis que les simulations transitoires sont nécessaires pour saisir le comportement dynamique du flux de vent et son impact sur les structures au fil du temps, et sont plus précis que la simulation des états stationnaires.

Les paramétres constituent un défi particulier dans l'analyse des charges de vent sur les bâtiments en raison de leur positionnement et des modèles de flux complexes qu'elles génèrent. Leur interaction avec les charges de vent est influencée par plusieurs facteurs qui contribuent à leur comportement complexe :

Hauteur et exposition

Les garde-corps s'étendent au-dessus du niveau principal de la toiture, ce qui les expose à des vitesses de vent plus élevées et à des flux de vent différents des parties inférieures du bâtiment. Cette exposition signifie qu'ils peuvent découvrir des pressions de vent très différentes, y compris des forces de soulèvement.

Géométrie et forme

La forme du garde-corps (qu'il soit plat, crénelé ou présentant d'autres caractéristiques architecturales) peut influencer la manière dont le vent s'écoule sur celui-ci, ce qui entraîne des modèles complexes de tourbillons et de turbulences. Ces modèles de flux peuvent modifier la distribution et l'amplitude des pressions du vent sur le garde-corps et les toitures adjacentes.

Interaction avec la forme du bâtiment

La forme globale du bâtiment influence la façon dont le vent s'écoule, ce qui affecte les charges de vent sur le garde-corps. Par exemple, le vent coulant sur un bâtiment aérodynamique profilé se comportera différemment du vent rencontre un bâtiment avec un corps plus volumineux. Cette interaction peut entraîner des zones de pression ou d'aspiration plus élevées sur le garde-corps qui sont difficiles à prévoir sans analyse détaillée.

Détachement tourbillonnaire

Les garde-corps de la grande hauteur des immeubles de grande hauteur peuvent connaître le détachement de vortex, où des tourbillons alternés sont projetés de chaque côté du garde-corps, ce qui entraîne des pressions oscillantes qui peuvent provoquer des vibrations structurelles. Ces effets dépendent fortement de la vitesse du vent, de la forme du garde-corps et de l'orientation du bâtiment dans cette direction.

Effet de rafale

Les parois peuvent être soumises à des effets de rafale, où des augmentations de courte durée de la vitesse du vent provoquent des charges fluctuantes. Ces effets transitoires sont particulièrement importants pour le calcul de la structure des garde-corps afin de s'assurer qu'ils peuvent résister aux augmentations soudaines des charges de vent sans rupture.

Compte tenu de ces complexités, des techniques de simulation avancées telles que la dynamique des fluides numérique (CFD) sont souvent utilisées pour prévoir avec précision les charges de vent sur les garde-corps. Les simulations des flux stationnaire et transitoires jouent un rôle, mais les simulations transitoires permettent de comprendre plus en détail la façon dont les garde-corps réagissent à des conditions de vent variables au fil du temps dans RWIND 2 Pro. Ces simulations peuvent saisir les effets instantanés des rafales, le développement des tourbillons et l'impact des écoulements turbulents, qui sont essentiels pour concevoir des garde-corps à la fois fonctionnels et sûrs sous charge de vent.


Auteur

M. Kazemian est responsable du développement de produits et du marketing de Dlubal Software, en particulier pour le logiciel RWIND 2.