Wstęp
W przypadku projektowania budynku o typowym kształcie obciążenia wiatrem są obliczane zgodnie z odpowiednią normą. Jednak w przypadku konstrukcji o nietypowych kształtach, które nie są objęte normami, sytuacja jest bardziej skomplikowana. Dzięki naszemu samodzielnemu programowi RWIND 2 można obliczyć obciążenia wiatrem za pomocą analizy CFD lub teraz, korzystając z eksperymentalnie zmierzonego ciśnienia wiatru na powierzchniach, uzyskać obciążenia wiatrem do analizy statycznej.
Parcia eksperymentalne w programie RFEM 6 można zdefiniować na istniejącym modelu konstrukcyjnym budynku. Dane eksperymentalne są następnie eksportowane do RWIND. RWIND dokonuje interpolacji danych eksperymentalnych na powierzchniach przy użyciu jednej z wybranych metod i wysyła wynikowy rozkład obciążenia z powrotem do programu RFEM 6, gdzie przeprowadzana jest analiza statyczna. Podstawowe ustawienia można wprowadzić w programie RFEM 6 z programem RWIND działającym w trybie cichym. Tymczasem zaawansowane opcje interpolacji danych eksperymentalnych można wykonywać tylko w trybie interaktywnym RWIND 2.
Przepływ pracy w RFEM 6
1. W sekcji "Typy dla powierzchni" zdefiniuj nowe "Dodatkowe punkty wyników na powierzchni" na modelu w programie RFEM w miejscach, w których znajdowały się sondy eksperymentalne na rzeczywistym budynku/modelu. W tym celu należy wybrać powierzchnię i współrzędne punktów oraz zaznaczyć opcję "Sonda powierzchniowa do analizy wiatru" (rys. 01, widoczna tylko w przypadku, gdy w oknie dialogowym "Dane podstawowe" - "Rozszerzenia" zaznaczona jest opcja "Symulacja wiatru"). Można je zamknąć lub przejść od razu do okna przypadku obciążenia (jeżeli taki przypadek istnieje już w analizie wiatru).
2. Otwórz okno dialogowe przypadku obciążenia, utwórz przypadek obciążenia z typem analizy "Symulacja wiatru" i przejdź do zakładki "Symulacja wiatru". W "Opcjach" należy zaznaczyć "Zdefiniuj dane eksperymentalne z tunelu aerodynamicznego". Pojawi się nowa zakładka "Dane eksperymentalne" (rys. 02).
Jeżeli chcesz wykorzystać dane eksperymentalne do analizy statycznej, zaznacz również opcję "Użyj danych eksperymentalnych do analizy statycznej". (Aby porównać wyniki z obliczeniami CFD w programie RFEM 6, skopiuj przypadek obciążenia i usuń zaznaczenie tej drugiej opcji.)
3. Nawet w sytuacjach, gdy definiowane są tylko dane eksperymentalne, obliczenia CFD są przeprowadzane w RWIND w celu utworzenia prawidłowej siatki obliczeniowej i umożliwienia weryfikacji w RWIND 2. Jeśli jednak interesuje Cię tylko analiza statyczna oparta na danych eksperymentalnych, można zredukować ustawienia analizy symulacji wiatru CFD, a osiągnięcie zbieżności w obliczeniach nie jest konieczne. Ustaw wysokie kryterium zbieżności lub małą liczbę iteracji.
Uwaga: Dezaktywuj opcję "Uwzględnij grubość powierzchni w symulacji wiatru" w menu "Obliczenia" - "Ustawienia siatki" - "Symulacja wiatru" (rys. 03). W programie RFEM sondy są definiowane w linii środkowej powierzchni. Jeżeli grubość nie może być pominięta, należy zdefiniować sondę w RWIND w trybie interaktywnym i umieścić ją w prawidłowym miejscu na powierzchni.
4. W zakładce "Dane eksperymentalne" dostępna jest tabela z dodatkowymi punktami wyników na powierzchniach do symulacji wiatru. Można tu również tworzyć nowe sondy. W kolumnie "Ciśnienie" należy zdefiniować zmierzone ciśnienia eksperymentalne. W kolumnie "Oddziaływanie na powierzchnię" dla każdej sondy można zdefiniować ograniczenie powierzchni dla interpolacji danych. W tej wersji programu strefy według powierzchni RFEM muszą być jednak tworzone w trybie interaktywnym RWIND (w przyszłej wersji zostanie wprowadzone automatyczne przypisanie w trybie cichym). Aby użyć cichego trybu RWIND, należy pozostawić tę kolumnę pustą. Kolejne kolumny opisują lokalizację sondy (rys. 04).
W sekcji "Metoda interpolacji dla interpolacji danych" należy wybrać metodę interpolacji. Ustawienie to obowiązuje dla wszystkich sond. Zalecenia dotyczące odpowiedniej metody są opisane w artykule technicznym 1871.
5. Oblicz przypadek obciążenia.
6. Analiza statyczna jest przeprowadzana z obciążeniami obliczonymi na podstawie parcia zmierzonego eksperymentalnie. Rozkład obciążenia można sprawdzić w "Nawigatorze wyników" - zakładka "Analiza statyczna" - "Rozkład obciążeń" - "Obciążenie za pomocą RWIND i wody stojącej" (Rysunek 05). Lokalna wartość pz odpowiada parciu na powierzchnię (w przypadku konstrukcji zamkniętych z zerowym ciśnieniem wewnętrznym; dokładniej, pz oznacza różnicę obciążeń po obu stronach powierzchni). Należy pamiętać, że lokalny układ współrzędnych musi być prawidłowo zorientowany. W zakładce "Symulacja wiatru" wyświetlane są wyniki skojarzonej symulacji CFD.
7. Aby porównać dane eksperymentalne z obliczeniami CFD, można użyć trybu interaktywnego RWIND i porównać wyniki w jednym przypadku obciążenia (przy poprawnych ustawieniach symulacji CFD) lub utworzyć osobne przypadki obciążeń dla eksperymentalnego (przy zredukowanych ustawieniach symulacji) i CFD i porównać je w programie RFEM.
Wniosek
Parcie wiatru mierzone na powierzchniach budynków i konstrukcji można zdefiniować w programie RFEM 6, interpolować na powierzchniach w trybie cichym RWIND i wykorzystać ponownie w programie RFEM 6 jako obciążenie wiatrem w analizie statycznej. Wyniki można porównać z obliczeniami CFD z RWIND.
