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Simulation des flux d'air et génération des charges de vent

Le programme autonome RWIND Simulation vous permet de simuler les flux de vent sur des structures simples et complexes à l'aide d'une soufflerie numérique.

Les charges de vent générées qui agissent sur ces objets peuvent être importées dans RFEM et RSTAB.

  1. Affichage de la distribution des charges dans RFEM

    RWIND Simulation | Transfert des charges de vent vers RFEM ou RSTAB

    Nouveau

    001403

    Général

    Une fois l'analyse lancée dans le programme de l'interface, un processus de traitement par lots commence. Toutes les définitions de barre, de surface et de solide du modèle RFEM/RSTAB pivotées avec tous les coefficients pertinents sont entrées dans la soufflerie numérique RWIND Simulation durant ce processus. Le modèle est analysé et les pressions surfaciques résultantes sont redonnées dans RFEM/RSTAB sous forme de charges de nœuds de maillage EF ou de charges de barres.

    Ces cas de charge contenant des charges RWIND Simulation peuvent être calculés et combinés avec d'autres charges dans des combinaisons de charges et de résultats.

  2. RWIND Simulation | Caractéristiques

    Nouveau

    001393

    Général

    • Analyse 3D de l'écoulement des fluides incompressibles avec le package logiciel OpenFOAM®
    • Importation directe de modèles RFEM, RSTAB et de fichiers STL
    • Modification du modèle en toute simplicité par glisser-déposer et grâce aux aides à l'ajustement graphique
    • Correction automatique de la topologie du modèle à l'aide d'un maillage spécifique
    • Possibilité d'ajouter des objets provenant de l'environnement du modèle (bâtiments, terrain, etc.)
    • Profils de vitesse dépendant de la hauteur selon la norme
    • Modèles de turbulence k-epsilon et k-omega
    • Maillage automatique ajusté à la profondeur de détail sélectionnée
    • Calcul effectué parallèlement en tirant le meilleur parti des capacités des processeurs multi-cœurs
    • Résultats des simulations basse résolution (un million de cellules max.) disponibles en quelques minutes
    • Résultats des simulations moyenne et haute résolution (un à dix millions de cellules max.) disponibles en quelques minutes
    • Affichage graphique des résultats dans les plans « clipper/slicer » (champs scalaires et vectoriels)
    • Représentation graphique de l'écoulement des flux
    • Vidéo de l'écoulement des flux (en option)
  3. Données de base pour la génération des cas de charge dans RFEM/RSTAB

    RWIND Simulation | Entrée

    Nouveau

    001394

    Général

    RFEM et RSTAB disposent d'une interface spécifique pour la modélisation d'objets dans RWIND Simulation. Dans cette application, les directions du vent à analyser sont définies par les positions angulaires correspondantes autour de l'axe vertical du modèle et la norme adéquate permet de déterminer le profil du vent en fonction de la hauteur. Des cas de charge individuels sont créés selon ces caractéristiques pour chaque position angulaire à l'aide des paramètres du fluide, des propriétés du modèle de turbulence et des paramètres d'itération définis de manière globale. Ces cas de charge peuvent être étendus par modification partielle dans l'environnement de RWIND Simulation à l'aide de modèles de terrain ou d'environnement à partir de graphiques vectoriels STL.

    Vous pouvez également utiliser manuellement le programme RWIND Simulation sans recourir à l'interface dans RFEM ou RSTAB. Les objets et l'environnement sont alors modélisés directement dans RWIND Simulation à partir de fichiers STL et VTP importés. RWIND Simulation permet de définir directement le profil du vent dépendant de la hauteur et d'autres données relatives à la mécanique des fluides.

  4. Considération des modèles de terrain dans RWIND Simulation | © www.sta-con.cz

    RWIND Simulation | Calcul

    Nouveau

    001395

    Général

    RWIND Simulation utilise un modèle numérique CFD (Computational Fluid Dynamics) pour calculer les flux de vent autour d'objets à l'aide d'une soufflerie numérique. Des charges de vent spécifiques sont générées pour RFEM ou RSTAB à partir de la simulation,

    pour laquelle un maillage de solide 3D est utilisé. RWIND Simulation génère un maillage automatique dont la densité globale et le raffinement local peuvent être paramétrés facilement. Un solveur numérique conçu pour les fluides turbulents incompressibles est utilisé pour calculer les flux de vent et les pressions s'exerçant sur la surface du modèle. Les résultats sont ensuite extrapolés sur le modèle. RWIND Simulation peut fonctionner avec différents solveurs numériques.

    Le package logiciel OpenFOAM® est recommandé car il a obtenu d'excellents résultats lors des tests réalisés par nos équipes. Il s'agit en outre d'un outil couramment utilisé pour les simulations CFD. D'autres solveurs numériques sont en cours de développement.

  5. Écoulement des flux dans RWIND Simulation

    RWIND Simulation | Sortie

    Nouveau

    001396

    Général

    Outre ces cas de charge résultants dans RFEM/RSTAB (voir le paragraphe suivant), l'analyse aérodynamique dans RWIND Simulation produit d'autres résultats qui donnent une vue d'ensemble du cas d'écoulement des flux traité :

    • Pression sur la surface de l'objet
    • Champ de pression autour de la géométrie de l'objet
    • Champ de vitesse relatif à la géométrie de l'objet
    • Vecteur de vitesse par rapport à la géométrie de l'objet
    • Lignes d'écoulement de l'air autour de la géométrie de l'objet
    • Forces sur les éléments en forme de barre générés au début à partir d'éléments de barre
    • Diagramme de convergence
    • Direction et taille de la résistance des objets définies face à l'écoulement de l'air

    Ces résultats sont affichés et évalués graphiquement dans l'environnement de RWIND Simulation. Les résultats de l'écoulement de l'air relatifs à la géométrie des objets peuvent être surprenants s'ils sont observés dans l'affichage global. Des plans de coupe librement déplaçables sont donc disponibles pour analyse dans un plan distinct des « résultats de solide ». Le résultat des lignes d'écoulement de l'air est donné sous forme de représentation statique, mais également d'affichage animé avec des lignes ou des particules en mouvement. Le flux de vent peut ainsi être représenté comme un effet dynamique.

    Tous les résultats peuvent être exportés sous forme d'image ou de vidéo, une option particulièrement utile pour les résultats animés.

  6. Affichage graphique du mode de déversement dans RF-/STEEL AISC

    Solveur de valeurs propres pour la vérification de barre dans RF-/STEEL AISC

    Le moment de déversement critique est déterminé dans RF-/STEEL AISC par un solveur de valeurs propres, ce qui permet une détermination plus précise de la charge critique.

    Le solveur de valeurs propres est complété par une fenêtre d'affichage des graphiques de valeurs propres qui assure la vérification des conditions aux limites.

  7. Fenêtre 1.1 Données de base du module

    Entrée

    Après avoir démarré le module, sélectionnez le groupe d'assemblage (assemblage rigide), la catégorie puis le type d'assemblage (assemblage rigide par platine ou assemblage rigide avec l'éclisse). Les nœuds à calculer doivent être sélectionnés à partir du modèle RFEM/RSTAB. RF-/JOINTS Steel - Rigid reconnaît automatiquement les barres de l'assemblage et détermine s'il s'agit de poteaux ou poutres en fonction de leur position. L'utilisateur peut maintenant intervenir.

    Si certaines barres doivent être exclues du calcul, elles peuvent être désactivées. De même, les assemblages à calculer peuvent être analysés pour plusieurs nœuds à la fois. Les cas de charge déterminants, les combinaisons de charges ou de résultats doivent être sélectionnés pour le chargement. Il est également possible d'entrer des sections et charges manuellement. L'assemblage est configuré pas-à-pas dans le dernier tableau d'entrée.

  8. Vérification

    La vérification est réalisée selon EN 1993-1-8 et EN 1993-1-1. Nous supposons que les efforts internes sont directement situés dans le nœud défini. Dans le cas d'assemblages poteau-poutre, des excentrements supplémentaires apparaissent dans l'assemblage et sont à considérer dans le calcul. Au-delà de la vérification de l'état limite ultime de l'assemblage, un calcul et une classification de l'assemblage sont réalisés en considérant la rigidité.
  9. Fenêtre 3.1 Vérification - Résumé du module

    Résultats

    Les fenêtres de résultat listent les détails de tous les résultats de calcul. De plus, un graphique 3D est créé et permet d'afficher et masquer des composants individuels, ainsi que des lignes de dimension et, par exemple, des données de soudure. Le résumé indique si les calculs individuels ont été réussis. De plus, le numéro de nœud et le cas de charge déterminant ou la combinaison de charges/résultats déterminantes sont indiqués.

    Lors de la sélection d'un calcul, le module affiche les résultats intermédiaires détaillés comprenant les actions et les efforts internes additionnels de la géométrie d'assemblage. L'option d'affichage des résultats par cas de charge et par nœud est également disponible. Les assemblages sont représentés dans un rendu 3D pouvant être mis à l'échelle. Au-delà des vues principales, il est possible d'afficher les graphiques à partir de n'importe quelle perspective.

    Vous pouvez ajouter les graphiques avec leurs dimensions et étiquettes au rapport d'impression RFEM/RSTAB ou les exporter comme DXF. Le rapport d'impression comprend toutes les données d'entrée et de résultat prêtes pour les bureaux de contrôle. Il est possible d'exporter tous les tableaux vers MS Excel ou comme un fichier CSV. Un menu spécial pour le transfert permet d'entrer les informations pour l'export.

  10. Fonctionnalités

    Général
    • Type d'assemblage poteau-poutre: assemblage possible entre la poutre et la semelle du poteau, ainsi qu'entre le poteau et la semelle de la poutre.
    • Type d'assemblage poutre-poutre: calcul des assemblages de poutres par platines d'about résistantes au moment et cornières de semelle rigides
    • Export automatique du modèle et des données de charge à partir de RFEM/RSTAB
    • Boulons de filetage M12 à M36 avec des classes de résistance 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8 et 10.9, à condition que ces classes soient admises par l'Annexe Nationale sélectionnée.
    • Presque tous types d'espacements entre trous de boulon et distances entre bordures (un contrôle des distances admissibles est réalisé par le programme)
    • Renforcement des poutres à l'aide de jarrets et de raidisseurs sur les faces supérieures et inférieures
    • Assemblages par platines d'about avec et sans recouvrement
    • Assemblage avec contrainte de flexion pure, avec charge d'effort normal pur (pour les assemblages en traction) ou une combinaison de l'effort normal et de la contrainte de flexion
    • Calcul des rigidités d'assemblage et contrôle de l'existence d'un assemblage articulé, semi-rigide ou rigide
    Assemblage par platine d'about pour un assemblage poteau-poutre
    • Les assemblages entre poteaux ou poutres peuvent être renforcés à l'aide de jarrets sur une face ou avec des raidisseurs sur l'une ou les deux faces
    • Toute une variété de raidisseurs sont disponibles (par ex. des raidisseurs d'âme complets ou incomplets)
    • Jusqu'à dix boulons horizontaux et quatre boulons verticaux
    • Les objets connectés peuvent être des sections en I constantes ou à inertie variable
    • Vérifications:
      • À l'état limite ultime de la poutre connectée (par ex. pour la résistance au cisaillement ou en traction de doublures d'âme)
      • État limite ultime de la platine d'about de la poutre (par ex. un tronçon en T sous contrainte de traction)
      • État limite ultime des soudures de la platine d'about
      • État limite ultime du poteau dans l'aire d'assemblage (par ex. la semelle de poteau en flexion - tronçon en T)
      • Toutes les vérifications sont réalisées selon EN 1993-1-8 et EN 1993-1-1
    Assemblage par platine d'about résistant au moment
    • Deux ou quatre rangées verticales de boulons et jusqu'à 10 rangées horizontales
    • Les assemblages de poutre peuvent être renforcés à l'aide de jarrets sur une face ou de raidisseurs sur l'une ou deux faces
    • Les objets connectés peuvent être des sections en I constantes ou à inertie variable
    • Vérifications:
      • État limite ultime des poutres connectées (par ex. de la résistance au cisaillement ou en traction des doublures d'âme)
      • État limite ultime des platines d'about de la poutre (par ex. des tronçons en T sous contrainte de traction)
      • État limite ultime des soudures aux platines d'about
      • État limite ultime des boulons sur la platine d'about (de la combinaison de la traction et du cisaillement)
    Assemblage par éclisse bout à bout rigide
    • Pour les assemblages par plats de semelles, utilisez jusqu'à dix rangées de boulons
    • Pour les assemblages par doublure d'âme, utilisez jusqu'à dix rangées de boulon dans la direction verticale et horizontale
    • Le matériau de la cornière peut être différent de celui des poutres
    • Vérifications:
      • L'état limite ultime des assemblages de poutre (par ex. de la section nette dans l'aire en traction)
      • État limite ultime des tasseaux (par exemple de la section nette sous contrainte de traction)
      • L'état limite ultime des boulons individuels et des groupes de boulons (par ex. pour la vérification de la résistante en cisaillement du boulon individuel)

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