User Story
Il seguente esempio descrive esperimenti nella galleria del vento condotti dal Laboratorio di tunnel del vento ambientale (EWTL) presso l'Università di Amburgo come caso di validazione nella Parte 9.4 del WTG-Merkblatt M3. Utilizzeremo i campi di velocità misurati e i dati di rugosità del modello della città di Michel (Caso BL3-3) per validare simulazioni CFD numeriche in strutture urbane complesse. L'esempio può appartenere a Gruppo 2, secondo Figura 2.2 nel WTG-Merkblatt-M3, basato sull'indagine del valore medio di velocità del vento:
- G2: Valori assoluti con requisiti di precisione media: L'area di applicazione può includere parametri o studi preliminari quando sono previste indagini successive con maggiore precisione (ad es., esame in galleria del vento di classe G3).
- R2: Solitarie: tutte le direzioni del vento rilevanti con una risoluzione direzionale sufficientemente fine.
- Z2: Valori medi statistici e deviazioni standard: a condizione che coinvolgano processi di flusso stazionari per i quali una verifica statistica delle fluttuazioni con un fattore di picco è sufficiente.
- S1: Effetti statici: sono sufficienti per rappresentare il modello strutturale con il dettaglio meccanico necessario, ma senza proprietà di massa e smorzamento.
Descrizione
L'indagine si concentra su un modello di città idealizzato ma dettagliato geometricamente, posizionato in un flusso di strato limite atmosferico. Le misurazioni in galleria del vento sono state eseguite nella struttura WOTAN, caratterizzata da una sezione di prova lunga 18 m, larga 4 m e alta 2,75-3,25 m. Il campo di rugosità corrispondente è stato caratterizzato da una lunghezza di rugosità di z0=1,53 m e un esponente del profilo α=0,27, rappresentando condizioni di terreno "molto ruvido". In totale sono stati registrati 1.838 punti di misurazione per diverse configurazioni del tetto. Le componenti orizzontali della velocità dipendenti dal tempo u e v, inclusi i valori medi, le varianze, le correlazioni e gli spettri, sono state ottenute con un Anemometro Laser-Doppler 2D (LDA) a 500-600 Hz. I punti di misurazione erano distribuiti in profili verticali e orizzontali, nei canyon stradali e in luoghi di ripetibilità definiti. Il dataset di Michel City serve come caso di validazione di riferimento (C5) secondo la Linea Guida VDI 3783 Parte 9 [1]. Per la convalida, oltre al rapporto di colpo, una deviazione relativa D=0,25 e una deviazione assoluta W=0,08 sono applicate per tenere conto della ripetibilità e dell'incertezza di misura. Questo dataset è stato verificato e adottato da diverse istituzioni (ad es., KalWin [2]) per scopi di convalida CFD e confronto di modelli.
[1] VDI Linea Guida 3783 Parte 9: Meteorologia ambientale - Modelli di campo del vento microscala previsionali - Valutazione per flusso intorno a edifici e ostacoli, 2017
[2] KalWin, “Convalida della previsione del campo di flusso in un ambiente urbano realistico ma idealizzato con OpenFOAM”, Rapporto KalWin Engineering GbR, 2022, http://www.kalwin-engineering.com/wp-content/uploads/2022/10/KalWin-Report-ValidationOkt2022.pdf