Wstęp
Jeżeli projektowana jest skomplikowana konstrukcja i dostępne są dane eksperymentalne dotyczące parcia na powierzchnie wywołane wiatrem, można je zastosować w analizie statycznej w programach RFEM 6 i RWIND 2.
Najpierw należy zdefiniować dane z sond ciśnienia w modelu w ich miejscach. Jest to możliwe w programie RFEM 6 (patrz artykuł w bazie informacji 1870) lub bezpośrednio w programie samodzielnym RWIND (jako dane do weryfikacji).
Definicja ta dostarcza programowi dyskretnych informacji o ciśnieniach. Jednak wartości ciśnienia muszą być w jakiś sposób rozłożone na powierzchniach konstrukcji, aby umożliwić obliczenia obciążenia wiatrem i analizę statyczną. Przeprowadza to RWIND 2. Obliczenia CFD są wykonywane w tle w celu utworzenia odpowiedniej siatki i weryfikacji danych eksperymentalnych (jednakże w przypadku analizy statycznej na podstawie zmierzonych danych wyniki obliczeń CFD nie są istotne, a zbieżność nie jest wymagana ).
Należy pamiętać, że interpolacja nie opiera się na rzeczywistych zjawiskach fizycznych, a jej wiarygodność silnie zależy od liczby (lub gęstości) sond ciśnienia. Jednak nawet z ograniczonej liczby sond ciśnienia można zasugerować rozkład ciśnienia, a jego jakość zależy od wiedzy inżynierskiej użytkownika. Należy pamiętać, że te metody interpolacji są tylko narzędziem do rozkładu ciśnienia na powierzchni, bez względu na zjawiska fizyczne.
Przepływ pracy w RWIND 2
Najpierw należy zdefiniować sondy punktowe w modelu. W RWIND 2 można zdefiniować kilka punktów w jednej próbce. Jest to odpowiednie, gdy wszystkie punkty mają takie same właściwości (ograniczenie strefy itp.). Sondy na oryginalnym modelu są odpowiednie dla danych eksperymentalnych. Należy zaznaczyć opcję "Dane weryfikacji" i zdefiniować zmierzone ciśnienia w kolumnie "ver_p" (Rysunek 01).
Ograniczenie strefy
Ciśnienie wywołane wiatrem w znacznym stopniu zależy od kierunku wiatru. Oczywiste jest, że ciśnienie to znacznie się różni w zależności od orientacji powierzchni na wiatr. Z tego względu korzystne jest ograniczanie interpolacji ciśnienia na określonej powierzchni. W RWIND każdą sondę można ograniczyć do jednej lub kilku określonych stref (rysunek 02).
Strefy należy zdefiniować przed obliczeniami. Na jednej powierzchni można utworzyć kilka stref, np. w sposób podobny do standardowych propozycji dla prostych konstrukcji (rys. 03) lub według wstępnych obliczeń CFD.
Metody interpolacji
W RWIND dostępne są dwie metody interpolacji: interpolacja dyfuzyjna i jądro interpolacji Gaussa. Dla wszystkich sond należy wybrać tylko jedną metodę.
Metoda dyfuzji polega na rozmieszczeniu danych z punktu „źródłowego” na powierzchni. Nadaje się do gęstej siatki punktów pomiarowych (zdjęcie 04). W przypadku cienkich, otwartych konstrukcji metoda ta interpoluje wartości tylko po jednej stronie płyty. Wybór metody zależy od gęstości siatki.
Z drugiej strony, jądro interpolacji Gaussa interpoluje wartości wokół „źródła” w 3D. Dlatego nie jest odpowiedni dla cienkich, otwartych konstrukcji, ponieważ oddziałuje po obu stronach powierzchni. W przypadku konstrukcji zamkniętych (budynki itp.) metoda ta sprawdza się dobrze (rys. 05).
Parametry metody Gaussa kontrolują rozkład wynikowy.
Promień określa, w jakim stopniu "źródło" wpływa na otaczający obszar. Jeżeli promień jest większy niż strefa ograniczenia, za pomocą jednej sondy można utworzyć prawie stały rozkład (rysunek 06). Z drugiej strony, gdy promień jest większy niż odległość między sondami i stosowany jest niski współczynnik ostrości, sąsiednia sonda wpływa na wartość wynikową w odpowiedniej próbce.
Współczynnik ostrości kontroluje nachylenie przejścia między próbkami. Wyższe współczynniki tworzą ostrzejsze granice (zdjęcie 07).
Wniosek
Interpolacja danych eksperymentalnych umożliwia zastosowanie zmierzonych ciśnień wywołanych wiatrem w analizie statycznej. Wartości eksperymentalne można zdefiniować w programie RFEM 6 lub bezpośrednio w RWIND 2. W przeciwieństwie do CFD, metody interpolacji nie są oparte na zasadzie fizycznej. Służą one jedynie do interpolacji zmierzonych wartości. Im więcej zdefiniujesz wartości pomiarowych, tym lepiej osiągniesz zgodność z rzeczywistością.
