1134x
002681
2024-01-16

Przepływ ustalony i przepływ przejściowy

Stały przepływ jest stały w czasie. Obliczenia numeryczne rozwiązują uproszczone równania Naviera-Stokesa w celu uzyskania wypadkowego pola ciśnienia i prędkości.

Wiatr wiejący w poprzek wysokich, smukłych konstrukcji, takich jak kominy, drapacze chmur lub maszty, może powodować przepływ przejściowy (nieustalony). Przy stałym, ciągłym lub turbulentnym wietrze o krytycznej prędkości, za konstrukcją może wystąpić zjawisko tworzenia się wirów.

Wiry rozchodzą się naprzemiennie z jednej strony na drugą. Ten zorganizowany wzór wirów jest określany jako ulica wirów Karmana. W miarę zawirowania wirów po stronie zawietrznej powstają naprzemienne strefy niskiego ciśnienia, przy czym powstaje zmienna siła działająca prostopadle do kierunku wiatru, patrz -zasyp-i-analiza-obciążenia-wiatrem-budynki-wysokich.html Przesłona wirowa. W rezultacie przy umiarkowanych i częstych prędkościach wiatru mogą wystąpić duże drgania, konstrukcje mogą podlegać dużej liczbie cykli naprężeń, które prowadzą do uszkodzeń zmęczeniowych i mogą determinować uszkodzenie konstrukcji bez osiągnięcia naprężenia granicznego nośności.

Okresowa częstotliwość tworzenia wirów może być również uzależniona od częstotliwości drgań własnych konstrukcji. Gdy te dwie częstotliwości są równe, pojawia się rezonans i konstrukcja doświadcza dużych drgań prostopadłych do kierunku wiatru.

Aby uwzględnić potencjalne uszkodzenia wywołane rozwianiem wirów, podczas projektowania konstrukcji należy przeprowadzić symulację przejściowego przepływu wiatru. Zmiany geometrii konstrukcji mogą zakłócić spójny przepływ wiatru, a wraz z modyfikacjami sztywności minimalizują problemy z oddziaływaniem wiatru. Przejściowy przepływ wiatru i wpływ geometrii konstrukcji można symulować za pomocą obliczeń numerycznych CFD w RWIND Pro bez konieczności przeprowadzania kosztownych testów w tunelu aerodynamicznym. Zaletą symulacji numerycznej jest to, że wiele scenariuszy i obliczeń można sprawdzić w opłacalny sposób. [1] [2]

Przejściowe zachowanie wiatru wpływa również na mikroklimat wokół budynków. Na komfort wietrzenia pieszych na obszarach miejskich mają wpływ różne efekty wiatru, takie jak dławienie w tunelu lub zawirowanie. RWIND Pro jest odpowiednim narzędziem do symulacji tych problemów, patrz Komfort wiatru na obszarach dla pieszych w naszej Bazie wiedzy.

Do symulacji przepływu nieustalonego RWIND 2 wykorzystuje specjalny solwer ("BlueDyMSolver", opracowany przez CFD Support ze standardowego OpenFOAM® solwera o nazwie "PimpleFoam").

Nadrzędny przekrój