Description du projet
Dans l'exemple de validation actuel, nous étudions le coefficient de pression du vent (Cp) pour le calcul de la structure principale et le calcul de la structure secondaire, tels que les systèmes de bardage ou de façade selon la norme canadienne de charge de vent (NBC 2020) {%}#Refer [1]]] et Base de données de soufflerie japonaise dans le cas d'un bâtiment peu élevé avec une pente de 45 degrés. Dans la partie suivante, nous vous décrivons les paramètres recommandés pour un bâtiment 3D de faible hauteur avec une pente de 45 degrés.
L'élément clé de la simulation CFD est de trouver les configurations les plus compatibles avec les normes de charge de vent en ce qui concerne les données d'entrée, telles que les modèles de turbulence, les profils de vitesse du vent, les intensités de turbulence, les conditions de couche limite, l'ordre de discrétisation et d'autres facteurs. Le point important est que les normes ne couvrent pas les informations requises pour la simulation numérique, telles que la simulation CFD. Dans le VE actuel, nous avons présenté les paramètres RWIND les plus compatibles avec l'exemple de l'immeuble NBC 2020 avec une pente de 45 degrés et les données expérimentales de Base de données de soufflerie japonaise .
Solution analytique et résultats
Le modèle d'acrotère ci-dessous est supposé selon la Figure 1, qui compte huit zones (1,1E,2,2E,3,3E,4,4E). Les coefficients de pression de vent des zones globales et locales pour les bâtiments peu élevés avec des pentes de 45 degrés sont affichés dans la Figure 4.1.7.6.-A et dans le Tableau 4.1.7.6. dans le NBC 2020. Les hypothèses et données d'entrée importantes pour RWIND utilisées pour la simulation numérique CFD sont également affichées dans le Tableau 1.
| Tableau 1 : Rapport des dimensions et données d'entrée | |||
| Vitesse de référence du vent | V | 22 | m/s |
| Catégorie de terrain | 2 | - | - |
| Dimension perpendiculaire | b | 16 | m |
| Le long de la dimension du vent | d | 16 | m |
| Hauteur moyenne de la toiture | href | 12 | m |
| Angle de toiture | θtoiture | 45 | Degré |
| Densité de l'air - RWIND | ρ | 1,25 | kg/m3 |
| directions du vent | θVent | 0, 22.5, 30, 45 | Degré |
| Modèle de turbulence - RWIND | RANS stable k-ω SST | - | - |
| Viscosité cinématique (Équation 7.15, EN 1991-1-4) - RWIND | ν | 1,5*10-5 | m2/s |
| Ordre du schéma - RWIND | Deuxième | - | - |
| Valeur résiduelle visée - RWIND | 10-4 | - | - |
| Type résiduel - RWIND | Pression | - | - |
| Nombre minimal d'itérations - RWIND | 800 | - | - |
| Couche limite - RWIND | NL | 10 | - |
| Type de fonction de voile - RWIND | Amélioré/lissé | - | - |
| Intensité de la turbulence (meilleure coupe) - RWIND | I | Terrain 2 | - |
Les coefficients de pression du vent globaux et locaux sont calculés pour toutes les zones en considérant la vitesse du vent et les intensités de turbulence en fonction de la catégorie du terrain. De plus, quatre directions du vent (θ = 0, 22,5, 30, 45 degrés) sont considérées pour le calcul des valeurs correspondantes de la valeur globale de Cp selon le NBC 2020 et Base de données de soufflerie japonaise . Le profil de vitesse du vent et le contour Cp global pour les études expérimentales et numériques avec RWIND sont respectivement illustrés dans les Figures 2, 4 et 4, dans lesquelles la valeur de Cp global et local pour les barres structurelles principales et secondaires est comparée entre les données expérimentales. de l'essaiensoufflerie du Japon. bâtiment avec une pente de 45 degrés.
Les valeurs expérimentales sont obtenues manuellement par l'observation des images de contour Cp, ave et rms dans les Base de données de soufflerie japonaise . De plus, le profil de vitesse du vent et de turbulence dans RWIND est défini avec la catégorie de terrain deux, qui est variable en hauteur et mieux adaptée aux références. Il est important de noter que les résultats de la simulation de l'état stable à l'aide de RANS k-ω SST, qui sont considérés dans l'exemple de validation actuel, montrent un bon accord, notamment avec l'étude expérimentale. Les cas critiques sont considérés comme différentes directions de vent pour une intensité de turbulence variable en hauteur (en fonction du terrain 2). L'écart par rapport à la valeur positive de Cp est plus élevé pour la simulation numérique et expérimentale que dans le NBC 2020, qui peut être interprété comme une approche très conservatrice pour les régions positives.
Résumé
Dans l'exemple de validation actuel, nous examinons le coefficient de pression du vent (Cp) obtenu dans RWIND pour le calcul de la structure principale et le calcul de structure secondaire, tels que les systèmes de bardage ou de façade selon la norme canadienne de charge de vent (NBC 2020) {%}#Refer [ 1]]] et Base de données de soufflerie japonaise dans le cas d'un bâtiment peu élevé avec une pente de 45 degrés. Les résultats montrent que la configuration RWIND recommandée est en accord avec la plupart des zones de l'Eurocode. L'intensité de la turbulence plus élevée près du profil de turbulence variable du terrain 2 affiche des résultats plus précis. Il est important de considérer un scénario de direction critique du vent et une simulation transitoire pour obtenir la valeur extrême de la norme NBC 2020. Les valeurs d'écart proviennent principalement des facteurs de sécurité et de l'approche statistique, qui présente une approche plus conservatrice, en particulier pour les régions Cp positives, par rapport à une autre norme telle que l'ASCE 7-22.
Le modèle de toiture-terrasse avec les paramètres recommandés est également disponible au téléchargement ici :
