Profil wiatru opisuje nadchodzący wiatr na wlocie do tunelu aerodynamicznego. Reprezentuje jedną z właściwości przypadku obciążenia typu analizy „Symulacja wiatru” (zobacz obraz "Rodzaj analizy" przypadku obciążenia ).
Kliknij przycisk
w obszarze „Profil wiatru” (2). Pojawi się okno dialogowe Nowy profil wiatru.
Profile wiatru są zarządzane w kategorii Asystenci obciążeń w nawigatorze. Możesz również użyć menu skrótów, aby zdefiniować nowy profil wiatru.
Rodzaj profilu wiatru
Wybierz Rodzaj profilu wiatru z listy. Może być „Zdefiniowany przez użytkownika”, gdzie możesz ręcznie zdefiniować właściwości wiatru lub „Według normy”, gdzie zastosowany jest kod wybrany w „Danych bazowych”.
Profil zdefiniowany przez użytkownika
Gdy wybrany jest typ profilu zdefiniowanego przez użytkownika, możesz ręcznie zdefiniować parametry profilu wiatru. Wprowadź "Wysokość" z i przypisz "Prędkość wiatru" v w tabeli "Wartości wejściowe". Poniżej tabeli definiowana jest gęstość powietrza. Następnie należy zdefiniować turbulencję nadchodzącego wiatru. Uwzględnia się to, gdy opcja „Uwzględnij turbulencję” jest ustawiona na karcie Główna w oknie dialogowym „Ustawienia analizy symulacji wiatru”.
Domyślnie w polu wyboru "I" pod tabelą jest ustawiona stała "Intensywność turbulencji" 1%. Intensywność turbulencji to stosunek średniej kwadratowej fluktuacji prędkości do średniej prędkości wiatru. Idealizowany przepływ powietrza bez żadnych fluktuacji prędkości lub kierunku wiatru miałby wartość intensywności turbulencji równą 0%. W przypadkach wysokiej turbulencji intensywność turbulencji wynosi zazwyczaj od 5% do 20% (zobacz CFD Online). Intensywność turbulencji jest domyślnie ustawiona na 1%, aby pokryć większość przypadków średniej i niskiej turbulencji.
Jednakże można zdefiniować niejednorodną intensywność turbulencji lub inne wielkości turbulencji. Można to wybrać w polu wyboru „Rodzaj definicji turbulencji wejściowej”.
Domyślną opcją jest "I i TuL". Domyślnie intensywność turbulencji jest jednorodna; jednak odznaczając pole wyboru "I", można zdefiniować profil wzdłuż wysokości. Wskaźnik długości turbulencji TuL jest obliczany automatycznie z wymiarów modelu; jednakże można go zdefiniować ręcznie pod tabelą „Wartości wejściowe”.
Alternatywnym podejściem jest użycie energii kinetycznej turbulencji k i współczynnika dyssypacji turbulencji ε ("k i ε") lub energii kinetycznej turbulencji k i współczynnika specyficznej dyssypacji turbulencji ω ("k i ω"). Te wielkości można uzyskać, obliczając profile wiatru, używając np. podejścia do warstwy granicznej atmosferycznej opartego na aerodynamicznej długości chropowatości powierzchni (kategoria terenu).
Profil zgodny z normą
Obciążenie wiatrem jest określane wzdłuż wysokości budynku w zależności od standardowych parametrów. Do wyboru są normy EN 1991-1-4 [1], ASCE/SEI 7-16 [2], oraz NBC 2015 [3]. Powyższy obraz Profil wiatru ilustruje parametry związane z EN 1991-1-4 [1]. Gdy ustawiona jest inna norma, zawartość tej sekcji jest dostosowywana do przepisów kodeksu.
Po aktywacji pola tekstowego obok „Kategorii terenu” w gałęzi „Parametry” dostępne są różne kategorie do wyboru. Zależą one od normy i aneksu krajowego ustawionego w „Danych bazowych” modelu.
W przypadku niektórych aneksów krajowych prędkość wiatru jest również zależna od wysokości nad poziomem morza.
W wyniku wszystkich parametrów wyświetlana jest „Podstawowa prędkość wiatru” vb,0. Profil wiatru obliczany jest na podstawie tej wartości, uwzględniając całkowitą wysokość modelu. Zgodnie z EN 1991-1-4 [1], 4.2, wartość ta jest charakteryzująca się 10-minutową średnią prędkością wiatru, niezależnie od kierunku wiatru i pory roku, na wysokości 10 m nad poziomem terenu w otwartym terenie z niską roślinnością, taką jak trawa i pojedyncze przeszkody z odstępami co najmniej 20 wysokości przeszkód. Wiatry z każdej wysokości można przejrzeć w tabeli (druga zakładka oznaczona „Wartości tabeli”) lub na wykresie po prawej stronie. Zamiast podstawowej prędkości wiatru można „Uwzględnić prędkość średnią”. Zgodnie z EN 1991-1-4 [1], 4.3, średnia prędkość wiatru vm(z) na wysokości z nad terenem zależy od chropowatości terenu i ukształtowania terenu. Jest ona określana zgodnie z EN 1991-1-4 [1], Wyrażenie (4.3). Uwzględnia to fakt, że skutki szczytowego ciśnienia prędkości pojawiające się na modelu są uwzględniane przez konkretną symulację w tunelu aerodynamicznym, co pozwala na zastosowanie niższych prędkości średnich. Po aktywacji tej opcji tabela i wykres są aktualizowane.
Profile średnich prędkości vm są określone w Aneksie Krajowym dla Niemiec, Tabela NA.B.2 dla czterech kategorii terenu, na przykład.
„Gęstość” powietrza zależy od wysokości, temperatury, ciśnienia atmosferycznego oraz wilgotności. Ma to wpływ na dynamiczne zachowanie płynu.
